6,69

38,25

8,62

52,01

11,44

63,43

10,15

16,96

5,77

29,64

7,07

45,77

9,75

62,25

9,62

75,91

9,90

19,75

6,06

34,51

7,84

53,29

11,51

72,48

11,87

88,39

10,45

22,54

6,19

39,39

8,46

60,82

13,14

82,71

11,10

100,87

12,62

25,32

6,55

44,26

9,45

68,34

10,85

92,94

13,42

113,34

12,38

28,11

6,95

49,13

10,56

75,86

12,66

103,17

13,36

125,82

13,91

30,90

7,46

54,00

11,91

83,39

14,83

113,41

15,33

138,30

16,77

33,69

7,87

58,88

13,16

90,91

13,36

123,64

14,81

150,78

21,07

?=0,2

1 передача

2 передача

3 передача

4 передача

5 передача

5,81

11,20

10,15

11,37

15,67

11,71

21,32

8,59

26,00

8,96

8,60

11,30

15,02

11,66

23,20

12,41

31,55

9,50

38,47

10,31

11,38

10,89

19,90

11,49

30,72

12,73

41,78

10,24

50,95

9,16

14,17

11,05

24,77

11,99

38,25

13,91

52,01

11,77

63,43

10,96

16,96

10,91

29,64

12,21

45,77

14,89

62,25

13,23

75,91

10,63

19,75

11,25

34,51

13,03

53,29

11,75

72,48

12,26

88,39

12,85

22,54

11,28

39,39

13,55

60,82

12,83

82,71

13,93

100,87

14,37

25,32

11,69

44,26

14,59

68,34

14,47

92,94

13,56

113,34

14,28

28,11

12,14

49,13

15,75

75,86

16,31

103,17

15,14

125,82

15,20

30,90

12,76

54,00

17,21

83,39

14,65

113,41

14,73

138,30

20,00

33,69

13,17

58,88

18,46

90,91

13,59

123,64

15,60

150,78

23,03

?=0,4

1 передача

2 передача

3 передача

4 передача

5 передача

5,81

22,33

10,15

22,49

15,67

16,07

21,32

12,96

26,00

11,04

8,60

22,42

15,02

22,78

23,20

16,56

31,55

13,68

38,47

11,93

11,38

21,48

19,90

22,08

30,72

16,42

41,78

13,97

50,95

12,54

14,17

21,64

24,77

22,58

38,25

17,24

52,01

15,18

63,43

13,47

16,96

21,18

29,64

22,48

45,77

17,71

62,25

13,46

75,91

14,77

19,75

21,63

34,51

23,41

53,29

15,04

72,48

15,02

88,39

14,12

22,54

21,45

39,39

16,69

60,82

15,78

82,71

15,66

100,87

14,64

25,32

21,96

44,26

17,50

68,34

17,13

92,94

17,58

113,34

16,28

28,11

22,52

49,13

18,39

75,86

15,54

103,17

16,46

125,82

20,73

30,90

23,35

54,00

19,57

83,39

17,11

113,41

16,79

138,30

23,92

33,69

23,76

58,88

20,44

90,91

17,75

123,64

19,25

150,78

26,95

Таблица 2.10 Топливно-экономическая характеристика автомобиля ВАЗ-2104Д

v, км/ч	Qn, л/100км	v, км/ч	Qn, л/100км	v, км/ч	Qn, л/100км	v, км/ч	Qn, л/100км	v, км/ч	Qn, л/100км
?=0
1 передача	2 передача	3 передача	4 передача	5 передача
4,65	0,02	8,12	0,06	12,54	0,13	17,05	0,24	20,80	0,36
6,85	0,04	11,98	0,12	18,50	0,29	25,15	0,53	30,68	0,79
9,06	0,07	15,84	0,21	24,45	0,50	33,25	0,93	40,55	1,38
11,27	0,10	19,69	0,31	30,41	0,74	41,36	1,36	50,43	2,03
13,48	0,14	23,55	0,43	36,36	1,02	49,46	1,89	60,31	2,82
15,68	0,19	27,41	0,59	42,32	1,40	57,56	2,59	70,19	3,85
17,89	0,25	31,27	0,75	48,28	1,79	65,66	3,30	80,07	4,58
20,10	0,31	35,12	0,95	54,23	2,28	73,76	4,21	89,95	5,84
22,30	0,39	38,98	1,18	60,19	2,80	81,86	5,19	99,83	7,20
24,51	0,47	42,84	1,43	66,15	3,42	89,96	5,91	109,70	7,84
26,72	0,57	46,69	1,74	72,10	4,15	98,06	7,16	119,58	9,51
?=0,1
1 передача	2 передача	3 передача	4 передача	5 передача
4,65	2,01	8,12	2,04	12,54	2,12	17,05	2,23	20,80	2,35
6,85	2,03	11,98	2,11	18,50	2,28	25,15	2,52	30,68	2,78
9,06	2,06	15,84	2,20	24,45	2,49	33,25	2,92	40,55	3,37
11,27	2,00	19,69	2,20	30,41	2,63	41,36	3,26	50,43	3,92
13,48	1,98	23,55	2,27	36,36	2,86	49,46	3,73	60,31	4,65
15,68	2,05	27,41	2,44	42,32	3,26	57,56	4,45	70,19	5,71
17,89	2,06	31,27	2,57	48,28	3,60	65,66	5,12	80,07	6,73
20,10	2,15	35,12	2,79	54,23	4,11	73,76	6,05	89,95	7,56
22,30	2,22	38,98	3,01	60,19	4,64	81,86	7,02	99,83	8,91
24,51	2,33	42,84	3,29	66,15	5,28	89,96	8,18	109,70	10,52
26,72	2,46	46,69	3,63	72,10	6,04	98,06	8,93	119,58	11,09
?=0,2
1 передача	2 передача	3 передача	4 передача	5 передача
4,65	4,00	8,12	4,03	12,54	4,11	17,05	4,22	20,80	4,34
6,85	4,02	11,98	4,10	18,50	4,26	25,15	4,51	30,68	4,77
9,06	4,05	15,84	4,19	24,45	4,48	33,25	4,90	40,55	5,36
11,27	3,89	19,69	4,10	30,41	4,53	41,36	5,15	50,43	5,82
13,48	3,81	23,55	4,10	36,36	4,70	49,46	5,57	60,31	6,49
15,68	3,90	27,41	4,30	42,32	5,11	57,56	6,30	70,19	7,56
17,89	3,88	31,27	4,39	48,28	5,42	65,66	6,94	80,07	7,98
20,10	3,99	35,12	4,63	54,23	5,95	73,76	7,88	89,95	9,27
22,30	4,06	38,98	4,85	60,19	6,48	81,86	8,86	99,83	10,63
24,51	4,18	42,84	5,15	66,15	7,13	89,96	9,37	109,70	10,94
26,72	4,36	46,69	5,53	72,10	7,94	98,06	10,70	119,58	12,67
?=0,4
1 передача	2 передача	3 передача	4 передача	5 передача
4,65	7,97	8,12	8,01	12,54	8,09	17,05	7,65	20,80	7,76
6,85	7,99	11,98	8,07	18,50	8,24	25,15	8,48	30,68	8,16
9,06	8,02	15,84	8,16	24,45	8,46	33,25	8,88	40,55	8,71
11,27	7,68	19,69	7,89	30,41	8,31	41,36	8,94	50,43	8,96
13,48	7,49	23,55	7,78	36,36	8,37	49,46	8,63	60,31	9,49
15,68	7,62	27,41	8,01	42,32	8,82	57,56	9,35	70,19	10,52
17,89	7,52	31,27	8,02	48,28	9,06	65,66	9,87	80,07	11,37
20,10	7,66	35,12	8,30	54,23	9,62	73,76	10,79	89,95	12,70
22,30	7,73	38,98	8,52	60,19	10,15	81,86	11,70	99,83	12,55
24,51	7,89	42,84	8,86	66,15	10,85	89,96	12,84	109,70	14,03
26,72	8,15	46,69	9,32	72,10	10,94	98,06	14,23	119,58	14,56

2.9 Расчет расхода топлива в грузовом и порожнем направлении автомобиля ВАЗ-2104 и модернизированного автомобиля ВАЗ-2104Д

Фактический расход топлива автомобилем определяют в различных условиях эксплуатации, что связано с необходимостью проведения продолжительных и трудоемких работ. Для приближенного определения расхода топлива используют аналитические и графоаналитические методы.

В теории эксплуатации автомобиля для вычисления нагрузки на двигатель при заданном дорожном сопротивлении, массе автомобиля и скорости движения обычно используют уравнение тягового и мощностного балансов. Расход топлива, соответствующий полученной нагрузке и скоростному режиму, устанавливают по нагрузочным или комбинированным характеристикам двигателя.

В расчетах обычно полагают, что для заданной модели автомобиля коэффициент полезного действия трансмиссии постоянен, он определяется кинематической схемой автомобиля, числом ведущих мостов и он не зависит от нагрузочного и скоростного режимов. В ряде случаев также не учитывают или принимают постоянной дополнительную мощность, затрачиваемую на привод вспомогательных агрегатов. Эти допущения существенно снижают точность аналитического вычисления расхода топлива и оказывают влияние на выбор мощности двигателя, оценку тягово-скоростных качеств автомобиля и другие показатели.

Выполним расчет расхода топлива в грузовом и порожнем направлениях для установившегося движения автомобилей ВАЗ-2104 и ВАЗ-2104Д с учетом переменных значений сопротивления трансмиссии и мощности привода вспомогательных агрегатов автомобиля [7].

Исходные данные сведены в таблицу 2.11.

Расчеты ведем для автомобиля ВАЗ-2104Д, двигающегося с полной нагрузкой.

Таблица 2.11 Исходные данные для расчета расхода топлива

Показатель	Значение
	ВАЗ-2104	ВАЗ-2104Д
Двигатель	ВАЗ-2105	ВАЗ-3431
Рабочий объем цилиндров, Vh, л	1,29	1,77
Коэффициент дорожного сопротивления, f	0,025
Шины	175/70R13
Радиус колеса, г, м	0,23
Скорость автомобиля - грузовое направление, vг - порожнее направление, vп	80 80
Передаточное число главной передачи, iо	4,1
Передаточные числа коробки передач: - на четвертой передаче, ik3 - на пятой передаче, ik4	1 0,82
Масса снаряженного автомобиля, Gд, кг	1475	1500
Масса груза, Q, кг	455	430
Коэффициент воздушного сопротивления, k, Нс/м4 с/м4	0,35
Лобовая площадь автомобиля, F, м2	2,34

Частота вращения коленчатого вала двигателя, мин-1,

,(2.30)

мин-1.

Коэффициент, учитывающий относительную мощность привода вспомогательных агрегатов (вентилятор, генератор, насос гидроусилителя руля и др.), определяется из выражения:

,(2.31)

.

Сила сопротивлению качению, Н,

,(2.32)

Н.

Сила сопротивления воздуха, Н,

,(2.33)

Н.

Сила сопротивления трансмиссии на холостом ходу, Н,

,(2.34)

где - коэффициент учитывающий увеличение силы Px по отношению к базовому автомобилю , =2,

Н.

Среднее эффективное давление, МПа,

,(2.35)

где - коэффициент нагруженности трансмиссии, =0,851,

МПа.

Удельный цикловой расход топлива, мг/цикл,

,(2.36)

мг/цикл.

Часовой расход топлива, кг/ч,

,(2.37)

кг/ч.

Расход топлива на 100 км пробега, кг/100 км,

,(2.38)

кг/100км.

Результаты расчетов сведены в таблицу 2.12

Таблица 2.12 Расход топлива автомобилем ВАЗ-2104Д

Показатель	ВАЗ-2104Д
	с грузом	порожний
Частота вращения, n, мин-1	3077	3077
Коэффициент ?	0,202	0,202
Силы сопротивления: - качению, Pf , Н - воздуха, Рw, Н - трансмиссии на холостом ходу, Рх, Н	473,33 403,20 151,47	367,88 403,20 117,72
Среднее эффективное давление, МПа	0,719	0,623
Удельный цикловой расход топлива, GT , кг/ч	7,65	6,59
Расход топлива на 100 км пробега, QSГ , кг/ 100 км	9,56	8,24
Средний расход топлива в обоих направлениях, Qscp, кг/ 100км	8,90

Анализируя результаты вычислений и графиков топливно-экономических характеристик двигателей видно, что при замене двигателя c искровым зажиганием ВАЗ-2105 дизельным ВАЗ-3431, на автомобиле ВАЗ-2104 расход топлива при прочих равных условиях значительно ниже у дизеля, чем у автомобиля с карбюраторным двигателем, что говорит об экономической целесообразности замены двигателя. В то же время значительно снижается выброс вредных веществ в окружающую среду.

2.10 Сравнение динамических и экономических качеств автомобиля ВАЗ-2104 и модернизированного автомобиля ВАЗ-2104Д

Показателями динамичности автомобиля, движущегося равномерно под действием силы тяги, являются;

– максимально возможная скорость, развиваемая на горизонтальном участке дороги с твердым покрытием хорошего качества;

– максимальные коэффициенты дорожного сопротивления, преодолеваемые на высшей и первой передачах;

– величина динамического фактора при движении с максимальной скоростью.

При неравномерном движении динамичность автомобиля характеризуют такими показателями как время и путь разгона.

Показателями топливной экономичности служит минимальный расход топлива или контрольный расход топлива. Он определяется при движении автомобиля на высшей передаче с полной нагрузкой по хорошей горизонтальной дороге.

По этим показателям сравним динамические и экономические качества проектируемого автомобиля ВАЗ-2104Д и прототипа ВАЗ-2104.

Результаты сравнения занесены в таблицу 2.13.

2.11 Выводы по замене двигателя с искровым зажиганием ВАЗ-2105 автомобиля ВАЗ-2104 на дизельный двигатель ВАЗ-3431

Таблица 2.13 Сравнение показателей модернизированного автомобиля ВАЗ-2104Д и прототипа ВАЗ-2104

Показатель	Значение
	ВАЗ-2104	ВАЗ-2104Д
Максимальная скорость, км/ч	135	110
Коэффициент дорожного сопротивления, преодолеваемый на высшей передаче	0,025	0,03
Динамический фактор при движении с максимальной скоростью, Н/Н	- 0,031	0,017
Время разгона автомобиля до 60 км/ч, с	32,70	23,30
Путь разгона до 60 км/ч, м	321,09	183,59
Контрольный расход топлива при 90 км/ч л/100км	12,85	9,27

Замена на автомобиле ВАЗ-2104 двигателя с искровым зажиганием ВАЗ-2105 на дизельный ВАЗ-3431 позволила существенно повысить его топливную экономичность (расход топлива сократился с 13 до 9 л/100 км), уменьшить загрязнение окружающей среды отработавшими газами.

На автомобиле с дизельным двигателем улучшились динамические качества по сравнению с автомобилем прототипом. Так, уменьшился путь разгона автомобиля до скорости 60 км/ч с 165 до78 метров, время разгона до скорости 60 км/ч уменьшилось с 59 до 37 с на четвертой передаче.

Существенно увеличились тяговые качества автомобиля, максимальная сила тяги на колесах возросла с 10,2 кН до 12,5 кН.

Учитывая все вышеизложенные факты, считаю замену двигателя с искровым зажиганием ВАЗ-2105 на легковом автомобиле ВАЗ-2104 дизельным двигателем ВАЗ-3431 целесообразной и экономически оправданной.

3. КОМПОНОВКА ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВАЗ-3431 НА АВТОМОБИЛЕ ВАЗ-2104Д

3.1 Установка двигателя ВАЗ-3431 на лонжероны автомобиля ВАЗ-2104

На модернизированный автомобиль ВАЗ-2104Д взамен двигателя с искровым зажиганием ВАЗ-2105 устанавливаем дизельный двигатель ВАЗ-3431. Сцепление и коробку переключения передач, устанавливаемые с двигателем, используем штатные автомобиля ВАЗ-2104.

На автомобиле ВАЗ-2104Д дизельный двигатель ВАЗ-3431 устанавливается на то же место, что и двигатель с искровым зажиганием ВАЗ-2105 вследствие близких габаритных размеров.

Силовой агрегат крепится на раме при помощи кронштейнов и эластичных резиновых опор, снижающих передачу ударных нагрузок на двигатель и коробку переключения передач при движении автомобиля по неровной дороге и гасящих реактивные моменты и вибрацию, возникающие при работе двигателя.

Конструкция креплений к переднему мосту остается неизменной, по причине того, что двигатель разрабатывался на заводе изготовителе автомобиля ВАЗ-2104. Конструкция передних опор изменяется - резиновые виброизоляторы заменяются на вновь рассчитываемые с учетом изменившейся массы двигателя и частоты вращения коленчатого вала, то есть частоты действия возмущающей силы. Резиновые виброизоляторы крепятся, от возможного перемещения, болтами.

Крепление двигателя в передней части осуществляется с помощью доработанных кронштейнов, которые крепятся по бокам двигателя тремя болтами. Между кронштейнами двигателя и рамы устанавливается заново рассчитанный виброизолятор.

3.2 Доработки в автомобиле ВАЗ-2104 при установке дизельного двигателя ВАЗ-3431

При замене двигателя с искровым зажиганием ВАЗ-2105 на дизельный двигатель ВАЗ-3431 необходимо провести следующие доработки:

– изготовить передние боковые кронштейны для установки двигателя ВАЗ-3431 на раму автомобиля;

– заменить кронштейны передних опор автомобиля ВАЗ-2104 на изготовленные кронштейны передних опор для двигателя ВАЗ-3431 с установкой измененного виброизолятора;

– заменить конструкцию трубопроводов глушителя;

– изменить конструкцию топливопроводов системы питания под установку дизельного двигателя ВАЗ-3431;

– изменить конструкцию привода управления дроссельной заслонкой для управления датчиком поворота акселератора;

– установить радиатор системы охлаждения двигателя ВАЗ-3431 на раму автомобиля ВАЗ-2104;

– привести электрооборудование автомобиля в соответствие с электрооборудованием дизельного двигателя ВАЗ-3431;

– изменить конструкцию аккумуляторного ящика для установки аккумуляторной батареи большей емкости;

На этом доработки по установке дизельного двигателя ВАЗ-3431 на легковой автомобиль ВАЗ-2104Д будут завершены.

4. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ДОРАБОТКИ В АВТОМОБИЛЕ ВАЗ-2121 ПРИ УСТАНОВКЕ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

4.1 Проверочный расчет болтов крепления двигателя к раме

При передаче крутящего момента к карданному валу на силовой агрегат действует реактивный момент, равный по величине крутящему моменту на выходе из раздаточной коробки, но направленный в противоположную сторону.

Расчет ведем по методике [8].

Максимальный реактивный момент по двигателю ограничивается моментом по сцеплению Мр, Н м,

,(4.1)

где Мсп - момент по сцеплению на колесах.;

io - передаточное число главной передачи, io = 4,1;

? - коэффициент сцепления, ? = 0,6;

Ga - вес автомобиля, Н, Ga =15000;

г - радиус качения колеса, м, г = 0,23,

.

Напряжение растяжения в болтах крепления двигателя к раме автомобиля, ? р, Па,

,(4.2)

где P2 - растягивающая сила возникающая от действия реактивного момента, Н;

FBH - площадь болта по внутреннему диаметру резьбы, м2,

,(4.3)

где Р - суммарная сила, возникающая от действия реактивного момента, Н;

I1 - расстояние от оси вращения двигателя до места крепления двигателя в горизонтальной плоскости, м, I1 = 0,2000;

I2 - расстояние от оси вращения двигателя до места крепления двигателя в вертикальной плоскости, м, I2 = 0,018,

,(4.4)

где Кд - коэффициент динамичности, Кд = 1,75,

Н,

Н.

(4.5)

где d1 - внутренний диаметр резьбы болта, м, d1 = 0,009 [9],

МПа.

Допускаемое напряжение растяжения: 100 МПа.

31,38 МПа<100 МПа.

Следовательно, максимальное напряжение растяжения в болтах крепления двигателя к раме не больше допустимого.

При ускоренном движении и торможении работают на срез под действием поперечной силы, равной силе инерции силового агрегата. Также болты работают на срез под действием составляющей силы P1 от суммарной силы Р, возникающей от действия реактивного момента.

Напряжение среза, МПа,

,(4.6)

где mса - масса силового агрегата, кг, mса = 145 [1];

Р1 - срезающая сила, возникающая ох действия реактивного момента, Н;

Fcp - площадь среза болтов, м2 ,

,(4.7)

где d - диаметр болта, м, d = 0,01;

а - количество болтов, а = 2,

м2.

,(4.8)

Н.

Па.

Допускаемое напряжение среза: 60 МПа.

10,8МПа<60МПа.

Следовательно, максимальное напряжение на срез в болтах крепления двигателя к раме не больше допустимого.

4.2 Проверка сцепления на износ и нагрев

Проверка сцепления на износ

Проверка сцепления на износ показана на примере автомобиля УАЗ-3151Д, по методике [10]. Данные всех расчетов занесены в таблицу 4.1.

4.2.1 Момент инерции автомобиля, приведенный к ведущему валу коробки передач, кг-м2,

,(4.9)

где ? - коэффициент, учитывающий вращающиеся массы автомобиля, ? =1,429;

Ма - масса автомобиля, кг, Ма= 1475;

rk - радиус качения колеса, м, rk = 0,23;

uтр - передаточное число трансмиссии на первой передаче, uтр = 18,01;

.

4.2.2 Момент сопротивления двигателю при трогании, приведенный к ведущему валу коробки передач, ,

,(4.10)

где Ga - вес автомобиля, Н;

? - коэффициент сопротивления движению, ? = 0,05,

.

4.2.3 Работа буксования, Дж,

,(4.11)

где Меmах - максимальный крутящий момент двигателя, Н м, Меmах =147;

? - угловая скорость вращения коленчатого вала двигателя, соответствующая максимальному крутящему моменту, рад/с, ? = 481, при 4600 об/мин.

Дж.

4.2.3 Критерии К2, /см2, характеризующий удельный передаваемый крутящий момент

,(4.12)

где Ан - суммарная площадь накладок, см2, для сцепления автомобиля ВАЗ-2104 Аи = 181,33, где внешний диаметр равен 200, а внутренний -130 мм,

.

4.2.4 Критерии К3, Вт/см, характеризующий удельную передаваемую мощность

,(4.13)

где Ncmax - максимальная мощность развиваемая двигателем ВАЗ-3431, кВт, Nemax = 59,0,

Вт/см2.

4.2.5 Критерии K4, Дж/см2, характеризующий удельную работу буксования

,(4.14)

Дж/см2.

По результатам сравнения полученных значений критериев (таблица 4.1) принимаю для рассчитываемого автомобиля сцепление от автомобиля ВАЗ-2104.

Таблица 4.1 Значения критериев К2 К3, K4

Критерии	Значение для ВАЗ-2104	Значение для ВАЗ-2104Д	Разница, %
К2	0,628	0,812	+29,92
К3	296,1	325,4	+9,89
К4	392,26	345,7	-46,56

Проверка сцепления на нагрев

Повышение температуры при однократном включении сцепления,

,(4.15)

где ? - коэффициент, учитывающий часть работы буксования, принимаемую нагреваемой деталью, ? = 0,5;

L? - работа буксования, Дж, L? = 62692;

С - удельная теплоемкость материала нагреваемой детали (нажимной диск), чугун, Дж/кг с, С = 428;

q - масса нагреваемой детали, кг, q = 8 [1],

0С.

Расчетное повышение температуры не превышает допустимого значения (?доп=15°С), что удовлетворяет условиям проверки сцепления на нагрев.

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Двигатель ВАЗ-3431 при строгом выполнении всех требований завода изготовителя безотказно работает длительный период без ремонта с высокой экономичностью.

Периодическое техническое обслуживание (ТО) включает в себя ежедневное обслуживание (ЕО), ТО-1, ЕО-2 и сезонное обслуживание. Все виды ТО являются профилактическими мероприятиями, проводимыми в планово-принудительном порядке через определенный пробег, независимо от технического состояния автомобиля.

В ряде случаев при обнаружении неисправности, отказа в работе системы или агрегата или в профилактических целях проводят внеплановое ТО систем или агрегатов. Периодичность видов ТО зависит от условий эксплуатации.

5.1 Регламентные работы ежедневного ТО по двигателю

При проведении ЕО необходимо провести следующие работы [11]:

– проверить работу двигателя на холостом ходу;

– осмотреть двигатель и, если необходимо, очистить его от пыли и грязи;

– проверить уровень масла в двигателе, наличие и уровень охлаждающей жидкости в системе охлаждения и топлива в топливных баках.

5.2 Регламентные работы ТО-1 по двигателю

– проверить и при необходимости закрепить двигателя на кронштейнах опор;

– проверить состояние ремней привода вентилятора и генератора и при необходимости отрегулировать их натяжение;

– проверить крепление радиатора системы охлаждения и при необходимости провести крепежные работы.

Работы по обслуживанию систем смазки и охлаждения:

– проверить герметичность системы смазки двигателя и при необходимости устранить течь масла;

– проверить герметичность системы охлаждения и при необходимости устранить утечку охлаждающей жидкости.

Работы по обслуживанию системы питания:

– проверить герметичность системы питания двигателя и при необходимости устранить нарушение герметичности. Топливопроводы не должны иметь трещины и погнутости.

Работы по обслуживанию электрооборудования:

– проверить крепление стартера и при необходимости закрепить его.

– проверить крепление генератора и при необходимости закрепить его.

Смазочные, заправочные и очистительные работы:

– смазать подшипники шкива вентилятора;

– проверить уровень масла в картере двигателя и при необходимости довести до нормы. В установленные сроки заменить масло.

5.3 Регламентные работы ТО-2 по двигателю

– выполнить все операции по ТО-1;

– проверить и отрегулировать зазоры в газораспределительном механизме двигателя;

– проверить осевое и радиальное биение вала турбокомпрессора, при обнаружении осевых и радиальных биений, превышающих допустимые величины, турбокомпрессор подлежит ремонту на станции технического обслуживания;

– проверить и при необходимости подтянуть гайки крепления приемной трубы глушителя.

Работы по обслуживанию системы питания:

– выполнить все операции поТО-1;

– слить отстой из фильтров тонкой очистки топлива;

– заменить элементы фильтров предварительной очистки топлива;

– заменить элементы фильтров тонкой очистки топлива:

– выпустить воздух из системы подачи топлива;

– промыть топливопроводы и топливные баки;

– при необходимости проверить и отрегулировать механизм впрыска топлива. Данная операция выполняется только с использованием специального оборудования и стендов.

Работы по обслуживанию электрооборудования:

– выполнить операции по ТО-1;

– проверить на стенде работу генератора;

– проверить на стенде состояние и работу стартера.

Смазочные заправочные и очистительные работы

– выполнить все операции ТО-1;

– заменить фильтрующий элемент проточного фильтра;

– промыть фильтр грубой очистки масла.

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

6.1 Экономическое обоснование замены двигателя с искровым зажиганием ВАЗ-2105 автомобиля ВАЗ-2104 на дизельный двигатель ВАЗ-3431

Замена двигателя ВАЗ-2105 произведена в силу сложившихся экономических причин.

Двигатель ВАЗ-3431 отличается высокой надежностью долговечностью и экономичностью работы, учитывая его достоинства, а в частности топливно-экономические показатели, двигатель с искровым зажиганием автомобиля ВАЗ-2105 был заменен дизельным двигателем ВАЗ-3431.

Мощность и значение крутящего момента двигателя ВАЗ-3431 на 29% выше значения крутящего двигателя ВАЗ-2105, мощности - на 10%, а расход топлива меньше на 45% чем у двигателя ВАЗ-2105. В настоящее время стоимость дизельного топлива несколько ниже стоимости бензина А-92, хотя себестоимость солярки гораздо меньше себестоимости того же бензина.

Чтобы убедится в экономической целесообразности замены двигателя, произведем следующие экономические расчеты.

6.2 Расчет капитальных вложений

Затраты на покупку и установку дизельного двигателя ВАЗ-3431.

Стоимость двигателя ВАЗ-3431: Cд2 = 30000 тыс. руб с турбонаддувом.

Затраты на материалы для изготовления деталей крепления двигателя и установку агрегата на раму автомобиля составляют около 10 тыс. руб.

Общие затраты на изготовление деталей и приобретение двигателя:

З=30+10=40 тыс. руб.(6.1)

Сумма капитальных вложений

Учитывая вариант реализации двигателя с искровым зажиганием УМЗ-3151, сумма капитальных вложений, определяется из выражения:

,(6.2)

где Сд1 - доход от продажи двигателя ВАЗ-2105, руб, Сд1=12000;

тыс.руб.

6.3 Расчет эксплуатационных затрат

Расчет затрат на эксплуатационные материалы

6.3.1 Среднегодовой пробег автомобиля, км,

,(6.3)

где Lсс - среднесуточный пробег автомобиля, км, Lсс = 100,

Чсм - количество рабочих смен в году, Чсм = 320,

км.

6.3.2 Годовой расход топлива автомобилем, расчет ведем в городском цикле [12], л,

,(6.4)

где QT - нормативный расход топлива, литры;

Hs - базовая линейная норма расхода топлива на пробег автомобиля, л/100 км, hS1=15,76, HS2=12,05 (Движение на 3-й передаче со скоростью 60 км/ч, для ВАЗ-2105 и доя ВАЗ-3431);

LГ - пробег автомобиля, км;

D - поправочный коэффициент (суммарная относительная надбавка или снижение) к норме, %; D=D1+D2 ,

где D1 - повышение норм расхода топлива при работе в городах с населением до 500 тыс. человек - принимаем 10%,

D2 - поправочный коэффициент, учитывающий дополнительную потребность в топливе при эксплуатации в зимний период, %, рассчитывается по формуле:

,(6.5)

автомобиль двигатель дизельный трансмиссия

где НЗУ - надбавка к нормам в зимний период, %: для нашего региона примем как-15%;

NЗМ - продолжительность зимнего периода, для очень холодного климата - 6 мес,

,

D=10+7,5=17,5

ВАЗ-2105:

л;

ВАЗ-3431Д:

л.

6.3.3 Годовые затраты на топливо, руб,

,(6.6)

где Ст - стоимость одного литра топлива, руб, Ст = 12,60 (бензин АИ-92), Ст = 10,40 (дизельное топливо);

ВАЗ-2104:

руб;

ВАЗ-2104Д:

руб.

6.3.4 Годовые затраты на моторное масло, руб,

,(6.7)

где Нм - норма расхода моторного масла на угар + замена один раз на 10000 км, л/100км, (расход на угар - 0,5%);

ВАЗ-2104:

,

ВАЗ-2104Д:

.

где Смм - стоимость одного литра моторного масла, руб, Cмм1 = 46 (Лукойл 10W - 40); Смм2 = 50 (Лукойл 10W - 40 CF);

ВАЗ-2104:

руб;

ВАЗ-2104Д:

руб.

Затраты на трансмиссионное масло в год, руб,

(6.8)

где Нмтр - норматив расхода трансмиссионного масла, л/100л топлива, Hмтр1=0,25 (ВАЗ-2104), Нмтр2 = 0,25 (ВАЗ-2104Д);

Смтр - стоимость одного литра трансмиссионного масла, руб, Смтр=22,2;

ВАЗ-2104:

руб;

ВАЗ-2104Д:

руб.

6.3.5 Затраты на пластичную смазку, руб,

,(6.9)

где Нмпл - норматив расхода пластичной смазки, кг/100л топлива, Нмпл1=0,2 (ВАЗ-2104); Нмпл2 = 0,2 (ВАЗ-2104Д) [12];

С мпл - стоимость одного килограмма пластичной смазки, руб/кг, Смпл=45;

ВАЗ-2104:

руб;

ВАЗ-2104Д:

руб.

6.3.6 Суммарные годовые затраты на эксплуатационные материалы, руб

Зэм = Зт+Змм+Змтр+Змпл;(6.10)

ВАЗ-2104:

Зэм = 85335+1810+330+533=88008 руб;

ВАЗ-2104Д:

Зэм = 61170+2272+250+408=64100 руб.

Амортизационные отчисления

Сумма амортизационных отчислений, руб;

,(6.11)

где На - норма амортизационных отчислений, %; В соответствии с НК РФ [13], нормы начисляются линейным способом. Принимаем норму амортизационных отчислений для каждого двигателя по 4 группе, при сроке эксплуатации 5 лет;

,(6.12)

где n - срок эксплуатации, лет;

.

ВАЗ-2105:

руб;

ВАЗ-3431:

руб.

Отчисления на текущий ремонт и техническое обслуживание

Для двигателя с искровым зажиганием ВАЗ-2105 процент отчисления на текущий ремонт и техническое обслуживание составляет 8%, а для двигателя ВАЗ-3431 9% от балансовой стоимости.

Сумма отчислений на текущий ремонт и техническое обслуживание, руб

,(6.13)

где НТОиР - процент отчислений на текущий ремонт и техническое обслуживание от балансовой стоимости двигателя, %;

ВАЗ-2105:

руб;

ВАЗ-3431:

руб.

Эксплуатационные затраты

Суммарные эксплуатационные затраты, руб,

Зсум = Зэм + А + ОТОиР,(6.14)

ВАЗ-2104:

Зсум1 = 88008+2400+960=91368 руб;

ВАЗ-2104Д:

Зсум2 = 64100+6000+2700=72800 руб.

1.3 Условно годовая экономия Э, руб, при эксплуатации автомобиля ВАЗ-2104Д с дизельным двигателем ВАЗ-3431 по сравнению с автомобилем ВАЗ-2104 с двигателем с искровым зажиганием ВАЗ-2105

Э = 3сум1 - 3сум2,(6.15)

Э = 91368 - 72800 = 18568 руб.

6.4 Расчет основных экономических показателей

Рассчитаем показатель NPV. Для чего приведем в таблице 6.1 денежные потоки CF за весь период использования двигателя

Таблица 6.1 Денежные потоки экономии за период использования агрегата ВАЗ-3431

Показатель	Период эксплуатации
	2005	2006	2007	2008	2009
период	1	2	3	4	5
СF=экономия+А	24568	24568	24568 891,26	24568	24568
Уровень доходности вложений, К	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10
Коэффициент дисконтирования	0,91	0,83	0,75	0,68	0,62
Продисконтированный денежный поток	22334,55	20304,13	18458,30	16780,27	15254,80

, (6.16)

где CF - денежный поток за период t;

К - уровень доходности вложений;

I0 - капитальные вложения в проект,

NPV = 93132,50 - 28000 = 65132,05.

Показатель NPV должен быть больше нуля, в данном случае показатель показывает разницу между текущими поступлениями и от реализации и текущей стоимостью инвестиций 65132,05 рублей.

Расчет показателя рентабельности инвестиций PI

,(6.17)



PI показывает как меняется ценность проекта с каждым рублем инвестиций, т.е. проект эффективный, если PI > 1.

Расчет срока окупаемости проекта

,(6.18)

года.

Результаты вычислений приведены в таблице 6.2

Таблица 6.2 Экономический эффект проекта замены двигателя

Показатель	Срок окупаемости
	1	2	3	4	5
Капитальные вложения	28000	-	-	-	-
Годовая экономия	24568	24568	24568	24568	24568
Годовая экономия с учетом дисконтирования	22334,55	20304,13	18458,30	16780,27	15254,80
Экономический эффект с нарастающим итогом	-5665,45	14638,68	33096,98	49877,25	65132,05
NPV	65132,05
Рентабельность инвестиций, Р1>1	3,33
Срок окупаемости, РР	1,14

Проанализировав таблицу 6.2, делаем вывод, что срок окупаемости капитальных вложений равен 1,14 года. Годовая экономия от внедрения данного проекта составит 24568 рублей.

Технико-экономические показатели рассматриваемых автомобилей приведены в таблице 6.3.

Таким образом, проект по замене двигателя с искровым зажиганием ВАЗ-2105 дизельным двигателем ВАЗ-3431 является эффективным.

Таблица 6.3 Технико-экономические показатели

Показатель	Значение
	ВАЗ-2105	ВАЗ-3431
Расход топлива, л/ 100км	15,76	12,05
Капитальные вложения, тыс. руб.	-	28000
Эксплуатационные затраты, руб.	88008	64100
В том числе:
- эксплуатационные материалы	88008	64100
- амортизация	2400	6000
- текущий ремонт и ТО	960	2700
Годовая экономия, руб	-	24568
Срок окупаемости, лет	-	1,14

7. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

7.1 Требования безопасности при монтаже и демонтаже двигателя

Общие положения

Все операции по техническому обслуживанию и ремонту должны выполняться с соблюдением правил [14]:

Убирать рабочее место от пыли, опилок, стружки, мелких металлических обрезков разрешается только щеткой.

Для снятия и установки деталей, узлов и агрегатов массой 15 кг и более (для женщин - 10 кг и более) необходимо пользоваться подъемно - транспортными механизмами, оборудованными специальными приспособлениями (захватами).

Тележки для транспортирования должны иметь стойки и упоры, предохраняющие агрегаты от падения и самопроизвольного перемещения по платформе.

Перед снятием узлов и агрегатов систем питания, охлаждения и смазки автомобиля, когда возможно вытекание жидкости, необходимо предварительно слить из них топливо, масло и охлаждающую жидкость в специальную тару, не допуская их проливания.

Разлитое масло или топливо необходимо немедленно удалять с помощью песка или опилок, которые после использования следует ссыпать в металлические ящики с крышками, устанавливаемые вне помещения.

Использованные обтирочные материалы (промасленные концы, ветошь и т.п.) должны немедленно убираться в металлические ящики с плотными крышками, а по окончании рабочего дня удаляться из производственных помещений в специально отведенные места.

Оборудование, инструмент и приспособления должны в течение всего срока эксплуатации отвечать требованиям безопасности, установленным действующими нормативными правовыми актами.

При размещении оборудования на производственных участках должны учитываться требования действующего нормативного правового акта.

Выбраковка инструмента, приспособлений должна производиться в соответствии с установленным графиком, но не реже одного раза в месяц.

Стационарное оборудование должно устанавливаться на фундаменты и надежно крепиться болтами. Опасные места должны ограждаться.

Устройства для остановки и пуска оборудования должны располагаться так, чтобы ими можно было удобно пользоваться с рабочего места и исключалась возможность самопроизвольного их включения.

Все электродвигатели, оборудование с электроприводом, а также пульты управления необходимо надежно заземлять или занулять. Работать без заземления или зануления запрещается.

На неисправное оборудование руководитель участка вывешивает табличку, указывающую, что работать на данном оборудовании не разрешается. Такое оборудование должно быть отключено (обесточено, выключен привод и т.п.).

Во время работы оборудования не допускается его чистка, смазка или ремонт.

Электротельферы лебедки и другое оборудование, применяемое для перемещения агрегатов и тяжелых деталей, должны иметь яркую окраску (черные полосы на желтом фоне) в соответствии с действующим нормативным правовым актом [14].

Слесарные и смазочные работы

При работе гаечными ключами необходимо подбирать их соответственно размерам гаек, правильно накладывать ключ на гайку. Нельзя поджимать гайку рывком.

При работе зубилом или другим рубящим инструментом необходимо пользоваться защитными очками для предохранения глаз от поражения металлическими частицами, а также надевать на зубило защитную шайбу для защиты рук.

Проверять соосность отверстий разрешается только при помощи конусной оправки, а не пальцем.

Снятые с автомобиля узлы и агрегаты следует устанавливать на специальные устойчивые подставки, а длинные детали - только на стеллажи.

Перед началом работы с электроинструментом следует проверить наличие и исправность заземления. При работе электроинструментом с напряжением выше 42 В необходимо пользоваться защитными средствами (резиновыми перчатками, галошами, ковриками).

При прекращении подачи электроэнергии или перерыве в работе электроинструмент должен быть отсоединен от электросети.

Перед тем, как пользоваться переносным светильником, необходимо проверить, есть ли на лампе защитная сетка, исправны ли кабель и его изоляция.

При работе пневматическим инструментом подавать воздух разрешается только после установки инструмента в рабочее положение.

При проверке уровня масла и жидкости в агрегатах запрещается пользоваться открытым огнем.

При замене или доливе масел и жидкостей в агрегаты сливные и заливные пробки необходимо отворачивать и заворачивать только предназначенным для этой цели инструментом.

Запрещается: подключать электроинструмент к сети при отсутствии или неисправности штепсельного разъема; переносить электрический инструмент, держа его за кабель, а также касаться рукой вращающихся частей до их остановки; направлять струю воздуха на себя или на других при работе пневматическим инструментом; устанавливать прокладку между зевом ключа и гранями гаек и болтов, а также наращивать ключ трубой или другими рычагами, если это не предусмотрено конструкцией ключа,

Грузоподъемные механизмы

Действие Правил [14] распространяются на: краны всех типов; грузовые электрические тележки, передвигающиеся по наземным рельсовым путям, совместно с кабиной управления; ручные и электрические тали; краны - экскаваторы (экскаваторы, предназначенные для работы с краном, когда кран подвешен на канате); лебедки для подъема груза или людей; сменные грузозахватные органы (крюк, грейфер и т.п.); сменные грузозахватные приспособления (стропы, клещи, траверсы и т.п.), навешиваемые на крюк грузоподъемного механизма.

Правила не распространяются на грузоподъемные механизмы специального назначения, например, трубоукладчики, электро- и автопогрузчики, гидро- и электроподъемники, штабелеры и т.п., на монтажные полиспасты и конструкции, к которым они подвешиваются (мачты, шевры, балки и т.п.). При эксплуатации таких грузоподъемных механизмов должны выполняться требования указанных Правил в части их освидетельствования, содержания и обслуживания, а также требования инструкций по эксплуатации заводов - изготовителей.

Самовольная реконструкция и переоборудование кранов запрещается. Грузовые крюки кранов должны быть снабжены предохранительным замком, предотвращающим самопроизвольное выпадение грузозахватного приспособления. Применение крюков, не снабженных предохранительными замками, может быть допущено при условии применения гибких грузозахватных приспособлений, исключающих возможность выпадения их из зева крюка.

Съемные грузозахватные приспособления должны снабжаться клеймом или прочно прикрепленной металлической биркой с указанием номера, грузоподъемности и даты испытания.

На стальные канаты, применяемые в качестве грузовых строп, должны быть сертификаты (свидетельства) завода изготовителя.

Петля на конце каната для крепления его на грузоподъемном механизме, а также петля стропы, сопряженная с кольцами, крюками и другими деталями, должна быть выполнена с применением коуша путем заплетки свободного конца каната, постановки зажимов или другим проверенным способом. Количество зажимов должно быть не менее трех. Шаг расположения зажимов и длина свободного конца каната от последнего зажима должны быть не менее шести диаметров каната. Установка зажимов горячим (кузнечным) способом запрещается.

Цепи, применяемые на грузоподъемных механизмах и для изготовления стропов, должны иметь сертификаты (свидетельства) завода - изготовителя.

Грузоподъемные механизмы с электрическим приводом должны быть оборудованы концевыми выключателями для автоматической остановки механизма при подходе к упору - как при подъеме, так и при передвижении.

Стреловые краны должны быть оборудованы ограничителями грузоподъемности.

Стреловые самоходные краны должны быть снабжены прибором, включающим звуковой сигнал оповещения о приближении стрелы крана к находящимся под напряжением проводам электрической сети или линии электропередач.

Корпус кнопочного устройства для управления грузоподъемным механизмом с пола должен быть подвешен на металлическом тросе. Если корпус металлический, то он должен быть заземлен не менее чем двумя проводниками. В качестве одного из заземляющих проводников может быть использован тросик, на котором подвешен кнопочный аппарат.

В зданиях, где установлены однобалочные или двухбалочные подвижные краны и где нет галерей с площадками для обслуживания механизмов, должны быть устроены ремонтные площадки, позволяющие иметь удобный и безопасный доступ к механизмам и электрооборудованию.

Все грузоподъемные механизмы, находящиеся в эксплуатации, в т.ч. электро- и автопогрузчики, гидро- и электроподъемники, штабелеры и т.п. должны подвергаться периодическому техническому переосвидетельствованию в соответствии с требованиями действующего нормативного правового акта.

Съемные грузозахватные приспособления после ремонта должны подвергаться техническому освидетельствованию, осмотру и испытанию нагрузкой, в 1,25 раза превышающей их номинальную грузоподъемность.

В процессе эксплуатации съемные грузозахватные приспособления и тара должны периодически осматриваться, но не реже чем по нормативам.

Для осуществления надзора за безопасной эксплуатацией грузоподъемных механизмов на каждом предприятии должен быть назначен специалист, имеющий соответствующее удостоверение.

Допускается иметь такого специалиста не из числа работников АТП.

Ответственность за содержание в исправном состоянии грузоподъемных механизмов предприятия, а также организацию своевременного их освидетельствования и осмотра возлагается на главного механика или другого специалиста предприятия, в подчинении которого находится персонал (кроме стропальщиков), обслуживающий грузоподъемные механизмы.

Для предприятия с числом грузоподъемных механизмов менее 20, по согласованию с местными органами Госгортехнадзора выполнение обязанностей этих лиц может быть возложено приказом на одного или двух специалистов предприятия.

К управлению грузоподъемными механизмами с пола допускаются работники после прохождения соответствующего обучения и ежегодной проверки знаний по управлению грузоподъемными механизмами.

Инструменты и приспособления

Ручные инструменты (молотки, зубила, пробойники и т.п.) не должны иметь: на рабочих поверхностях повреждения (выбоины, сколы); на боковых гранях в местах зажима их рукой заусенцев, задиров и острых ребер; на поверхности ручек инструментов заусенцев и трещин, поверхность должна быть гладкой; перекаленную рабочую поверхность.

Длина зубила должна быть не менее 150 мм, а длина крейцмейселя, бородка, керна - не более 150 мм.

Молотки и кувалды должны быть надежно насажены на деревянные ручки и расклинены заершенными металлическими клиньями, а напильники и стамески должны иметь деревянные ручки с металлическими кольцами на концах.

Запрещается пользоваться неисправными приспособлениями и инструментом.

Ключи должны иметь параллельные неизношенные и неисточенные губки.

Раздвижные ключи не должны быть ослаблены в подвижных частях.

Для переноски инструментов, если это требуется по условиям работы, рабочему должна выдаваться сумка или легкий переносной ящик, или специальная передвижная тележка.

Перед началом работы следует проверить все инструменты, неисправные заменить.

Электроинструменты должны храниться в инструментальной и выдаваться рабочему только после предварительной проверки совместно с защитными приспособлениями: резиновые перчатки, коврики, диэлектрические галоши и т.д., сроки испытаний которых даны в Приложении 10 правил [14].

Металлические корпуса электроинструментов, питающихся от сетей напряжением выше 42 В переменного тока и выше 110 В постоянного, в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках должны быть заземлены или занулены, за исключением электроинструментов с двойной изоляцией или питающихся от разделительных трансформаторов.

Электрический инструмент, работающий от сети с напряжением выше 42 В, должен иметь шланговый провод или многожильные гибкие провода типа ПРГ с изоляцией, рассчитанной на напряжение не ниже 500 В, и штепсельную вилку с удлиненным заземляющим контактом.

Проверка контрольными приборами состояния изоляции проводов, защитного заземления электрических инструментов и переносных электрических ламп проводится в соответствии с действующими нормативными правовыми актами, выделенными электриками (квалификационной группы не ниже III) не реже одного раза в 6 месяцев; результат проверки фиксируется в журнале.

Требования к размещению производственного оборудования и организации рабочих мест

Размещение производственного оборудования должно отвечать требованиям действующих нормативных правовых актов и обеспечивать последовательность операций технологического процесса.

Размещение производственного оборудования, исходных материалов, заготовок, деталей, агрегатов, отходов производства и тары в производственных помещениях и на рабочих местах не должно представлять опасности для персонала.

Расстояния между единицами оборудования, а также между оборудованием и стенами производственных зданий, сооружений и помещений должно соответствовать требованиям действующих норм технологического проектирования, строительным нормам и правилам.

Расстановка в цехах и перестановка действующего технологического оборудования должна отражаться на технологической планировке. Технологические планировки на проектируемые и вновь строящиеся цеха, участки и отделения должны быть согласованы с местными органами Госсанэпиднадзора и пожарного надзора.

При размещении производственного оборудования должно учитываться устройство транспортных проездов для доставки к рабочим местам агрегатов, узлов, деталей и материалов.

Рабочие места, проезды, проходы и оборудование должны быть свободными и не загромождаться материалами, агрегатами, деталями, отходами производства и тарой.

Рабочие места должны обеспечивать удобство работы, свободу движений, минимум физических напряжений и безопасные высокопроизводительные условия труда.

Инструмент, приспособления и комплектующие изделия должны располагаться в непосредственной близости от работающего: то, что берется левой рукой - слева от него, правой рукой - справа; исходя их этого размещают и вспомогательное оборудование (инструментальные шкафы, стеллажи).

Вспомогательное оборудование должно располагаться так, чтобы оно не выходило за пределы установленной для рабочего места площадки.

Материалы, детали, агрегаты, готовые изделия у рабочего места должны укладываться на стеллажи способом, обеспечивающим их устойчивость и удобство захвата при использовании грузоподъемных механизмов.

7.2 Вибрация, возникающая при движении автомобиля, ее воздействие на водителя. Допустимые значения вибрации. Расчет виброизоляторов

Характеристика источников вибрации на автомобиле

Двигатель внутреннего сгорания является основным источником вибраций на автомобиле [15].

Характер колебаний ДВС определяется как различием их конструктивных схем и режимов работы, так и параметрами упругих элементов подвески.

Возбудителями колебаний двигателя в режиме холостого хода являются: при минимально устойчивых частотах вращения коленчатого вала - основная гармоника опрокидывающего момента, а с увеличением частоты вращения - величина остаточного дисбаланса и неуравновешенные силы инерции и их моменты. Диапазон изменения частот вибрации, передающийся от ДВС на кузов автомобиля от 10 до 400 Гц.

Весомый вклад в вибрацию двигателя вносят системы выпуска и впуска, навесное оборудование двигателя, имеющие вращающиеся части.

Трансмиссия автомобиля:

Характер вибраций трансмиссии определяется ее конструктивными особенностями, частотой вращения, нагруженностью валов и зубчатых соединений, наличием и параметрами изгибных и крутильных колебаний, величинами остаточных дисбалансов. Основные энергетические составляющие вибраций трансмиссии располагаются в диапазоне частот 400-5000 Гц.

Вспомогательное оборудование автомобиля:

Основные энергетические составляющие вибраций вспомогательного оборудования автомобиля расположены в двух областях спектра частот 31,5-200 Гц и 800 - 2500Гц.

Воздействие вибрации на организм человека

На водителя автомобиля воздействует транспортная вибрация, причем как локальная, так и общая [15].

Вибрация как в отдельности так и в совокупности с шумом, оказывает отрицательное воздействие на организм человека. Степень вредного воздействия зависит от частоты, уровня, продолжительности и регулярности ее воздействия. Существенное значение имеют и индивидуальные особенности человека.

Вредное воздействие вибрации выражается в виде повышенной утомляемости, головной боли, появления зуда, тошноты, ощущения тряски внутренних органов, боли в суставах, нервного возбуждения с депрессией, нарушения координации движений, изменений в работе нервной и сердечнососудистой систем.

Длительное воздействие вибрации может вызвать болезнь со спазмом кровяных сосудов конечностей, поражением мышц, суставов, сухожилий, прекращение процесса обмена веществ в отдельных органах и организме в целом. Вибрация может привести к сердечным заболеваниям и заболеваниям центральной нервной системы.

Особо опасна вибрация с частотами, близкими или равными частоте собственных колебаний человеческого тела и его отдельных органов. Установлено, что колебания с частотой 5...6 Гц крайне неприятны. Они воздействуют на область сердца. При частотах 4...9 Гц колебания резонансные для желудка, тела мозга и печени; при 30... 40 Гц - для кистей рук; при 60... 90 Гц - для глазного яблока; а при 250...300 Гц - для черепа. Вибрация с частотой 4 Гц пагубно воздействует на вестибулярный аппарат и центральную нервную систему, вызывает заболевание под названием "морская болезнь".

Длительное воздействие как общей, так и локальной вибрации может привести к частичной или полной утрате работоспособности.

Защита от вредного воздействия вибрации

Существуют несколько методов защиты от вибрации [16]. При методах коллективной защиты (ГОСТ 12.046-78 "ССБГ. Методы и средства вибрационной защиты. Классификация"), вибрацию снижают воздействуя на источник возбуждения или на путях ее распространения от источника возбуждения. При этом снижение вибрации достигается уравновешиванием масс, используя виброизоляцию и вибропоглощение.

Большое значение имеют и организационные мероприятия, включающие контроль над правильной эксплуатацией, своевременным и качественным планово-предупредительным техническим обслуживанием и ремонтом.

Алгоритм снижения вибрации автомобиля:

– Определение источников вибрации наибольшей интенсивности.

– Поиск причин и закономерностей возникновения вибраций в источниках.

– Определение способов и средств снижения вибрации в источниках.

– Создание более совершенных узлов и агрегатов автомобиля, имеющих меньший уровень вибрации.

– Разработка новых конструктивных материалов, обладающих высокими диссипативными свойствами.

Нормирование вибрации

Допустимые уровни вибрации нормируются только для рабочего места водителя или пассажира. Вибрации нормируются только в октавных полосах, соответствующих частотам 1, 2, 4, 8,16, 31,5 и 63 Гц (см. таблицу 7.1).

Для локальных вибраций к величинам, указанным в таблице 7.1 вводится поправка: для 16Гц и ниже добавляют 9 ДБ, для 31,5 Гц добавляют 6 ДБ, а для 63 Гц добавочная поправка составляет 3 ДБ.

Уровень вибрации автомобильной техники определяется рядом факторов:

– габаритными размерами транспортного средства;

– типом силовой установки, ее мощностью и частотой вращения коленчатого вала;

– режимом работы двигателя и скоростью движения транспортного средства;

– конструкцией трансмиссии и ходовой части;

– наличием работающего вспомогательного оборудования;

– общим износом автомобиля;

При определении предельных норм уровня вибрации исходят из условий, при которых их действие на организм человека незначительно.

Нормирование значений уровня вибрации имеют силу закона и отражено в ГОСТах, ОСТах, санитарных нормах и СНиПах.

– ГОСТ 12.1.012-78 Вибрация. Общие требования безопасности;

– СТ СЭВ 1932-79 Вибрация. Допустимые нормы вибрации на местах.

Таблица 7.1 Нормирование вибрации

Вид вибрации	Направления, по которым нормируется вибрация	Среднеквадратичные значения виброскорости, м/с 10 -2, не более
		Уровень виброскорости, ДБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами
Транспортная	Вертикальная (ось Z)	20 132	7,1 123	2,5 114	1,3 108	1,1 107	1Д 107	1,1 107
	Горизонтальная (ось X и Y)	6,3 122	3,5 117	3,2 116	3,2 116	3,2 116	3,2 116	3,2 116
Транспортно-технологическая	ОсьZ	-	3,5 117	1,3 108	0,63 102	0,56 101	0,56 101	0,56 101
Технологическая	Ocь Z	-	1,3 108	0,45 99	0,22 93	0,2 92	0,2 92	0,2 92

Расчет виброизоляторов

Двигатель, подвешенный на упругих элементах к раме, представляет собой колебательную механическую систему с шестью степенями свободы.

Источником колебаний двигателя является опрокидывающий момент, неуравновешенные силы, моменты сил инерции и возмущения, передающиеся двигателю от дорожного покрытия. Для снижения колебаний передаваемых от двигателя к раме предусматриваются виброизолирующие амортизаторы, устанавливаемые между двигателем и рамой.

В большинстве случаев применяют резинометаллические амортизаторы, в которых арматурную основу крепят к резиновому связующему поглотителю колебаний способом вулканизации. Эти амортизаторы работают на сжатие, сдвиг или на произвольную комбинацию этих воздействий.