Обеспечение эффективной эксплуатации смешанного парка машин ООО "Томскэкскавация" в зимнее время

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Предприятие ООО « Томскэкскавация»

1.1 Краткая характеристика предприятия

1.2 Состав смешанного парка машин ООО «Томскэкскавация»

1.3 Основные экономические показатели деятельности предприятия

2. Отказы и неисправности дизельных двигателей машин ООО «Томскэкскавация»

2.1 Общие сведения

2.2 Отказы и неисправности механизмов и узлов дизельных двигателей

3. Обоснование выбора средств облегчения пуска двигателей для машин смешанного парка ООО «Томскэкскавация»

3.1 Методика оценки тепловой производительности жидкостных подогревателей

3.2 Методика расчета электрических нагревательных элементов для разогрева охлаждающей жидкости, моторных и трансмиссионных масел

3.3 Обоснование использования ПЖД, шланговых подогревателей охлаждающей жидкости, нагревательных элементов для ДСМ и автомобилей

3.4 Оснащение бульдозера ДЗ-171 системой облегчения пуска двигателя

4. Безопасность жизнедеятельности

4.1 Шум

4.1.1 Понятие шума и его влияние на человека

4.1.2 Нормирование уровня шума

4.1.3 Средства и методы защиты от шума

4.2 Влияние вибрации

4.3 Экологическая безопасность

4.4 Расчет глушителя для подогревателя жидкостного ПЖД 30

4.4.1 Объем глушителя

4.4.2 Диаметр глушителя

4.4.3 Расстояние между соседними камерами

4.4.4 Объем камеры глушителя

4.4.5 Резонаторная частота камеры глушителя

4.4.6 Акустическая эффективность глушителя

5. Экономический эффект от внедрения систем облегчения пуска двигателей

5.1 Расчет нормативного режима работы СДМ в зимний период эксплуатации

5.2 Расчет режима работы СДМ в зимний период эксплуатации на предприятии

5.3 Работа машин в зимний период эксплуатации по данным предприятия ООО «Томскэкскавация»

5.3.1 Коэффициент использования внутрисменного времени

5.3.2 Коэффициент использования машины по времени в зимний период эксплуатации

5.3.3 Техническая производительность машины

5.3.4 Эксплуатационная производительность машины

5.4 Количество часов рабочего времени машины в зимний период эксплуатации с использованием средств облегчения пуска двигателя

5.4.1 Коэффициент использования внутрисменного времени

5.4.2 Эксплуатационная производительность машины

5.5 Определение экономической эффективности, внедрения средств облегчения пуска двигателя

Заключение

Список использованных источников

Приложение

Введение

Основными факторами, усложняющими эксплуатацию строительных машин (далее - машин) в зимний период, являются:

- низкая температура окружающего воздуха и ее резкие колебания;

- наличие снежного покрова;

- сильные ветры и метели.

К средствам облегчения пуска машин в зимний период относятся системы и устройства:

- обеспечения пуска двигателей;

- подготовки к работе трансмиссий;

- отопления кабин.

Средства должны обеспечивать пуск машины в работу при использовании зимних эксплуатационных материалов. Кроме того, они не должны вызывать больших износов деталей дизеля и агрегатов трансмиссии при пуске, соответствовать действующим нормативным документам в области экологии и безопасности.

При выборе средства облегчения пуска машин в зимний период необходимо учитывать состав парка машин, особенности его использования, климатические условия района, соблюдение правил охраны труда и техники безопасности, выполнение нормативных требований по охране окружающей среды и технико-экономическую эффективность их применения.

Для ООО «Томскэкскавация» целесообразно принятие решения оборудовать часть машин системами облегчения пуска двигателей, которые могут включать индивидуальные предпусковые подогреватели. Поскольку отапливаемых помещений для межсменного хранения техники на предприятии не достаточно для всего парка машин, необходимо оборудовать такими системами наиболее интенсивно эксплуатируемые машины - автосамосвалы и бульдозеры. Следует отметить, что 18 автосамосвалов уже переоборудованы или имеют средство облегчения пуска двигателей в заводской комплектации. Недостаточное число отапливаемых помещений для межсменного хранения техники остается неразрешенным.

Выводы. На основании вышесказанного принято решение оснащения автосамосвалов на базе КамАЗ 55111 и бульдозеров системами облегчения пуска двигателей. Это позволит снизить продолжительность предпусковой подготовки машины, уменьшить простои машины в связи с отказами и неисправностями дизельных двигателей из-за «холодных пусков» (при условии обеспечения эффективной предпусковой подготовки). Все вышеуказанное позволит существенно увеличить интенсивность эксплуатации парка машин в зимний период.

С учетом темы дипломной работы, необходимо произвести анализ отказов и неисправностей дизельных двигателей машин ООО «Томскэкскавация», выбрать средства облегчения пуска двигателей для машин смешанного парка данного предприятия, оценить безопасность жизнедеятельности и экологическую безопасность (с предложением конструкторского решения уменьшения влияния наиболее опасного вредного фактора), а также оценить экономическую эффективность внедрения различных средств облегчения пуска двигателей.

Для обоснованного выбора средств облегчения пуска машин, межсменное хранение которых, в зимний период эксплуатации, производится на открытых стоянках, необходимо сравнить подогреватели близкой тепловой производительности, определить их влияние на коэффициент внутрисменного использования машин и экономическую эффективность внедрения.

По результатам расчетов определить наиболее подходящие ПЖД и ЭПЖ для выбранных машин, эксплуатация которых происходит в климатическом районе Томска и Томской области.

1. Предприятие ООО «Томскэкскавация»

1.1 Краткая характеристика предприятия

Общество с ограниченной ответственностью «Томскэкскавация», в дальнейшем именуемое Предприятие, создано в 1965 году. Последняя реорганизация проведена в сентябре 2010 года.

Предприятие ООО «Томскэкскавация» находится по адресу: 634015, Россия, город Томск, улица Угрюмова, строение 5 . Почтовый адрес предприятия: 634015, Томская область, город Томск, улица Угрюмова 5. Генеральный директор предприятия Бартенев Александр Николаевич. Предприятие не имеет филиалов и представительств. Предприятие является коммерческой организацией, создано на неограниченный срок.

Предприятие осуществляет следующие виды деятельности: земляные работы; свайные работы; устройство бетонных и железобетонных монолитных конструкций; устройство автомобильных дорог и аэродромов; укладка водопроводных труб и различные гидротехнические работы.

ООО «Томскэкскавация» - мощный производственный потенциал, современное высокооснащенное предприятие. Оно располагает всем необходимым для строительства набором техники. Постоянно расширяет и периодически обновляет смешанный парк машин.

ООО «Томскэкскавация» работает во многих отраслях. В строительстве это разработка котлованов и забивка свай под жилые дома и объекты народного хозяйства, выполнение благоустроительных работ. В Томске 100% панельных и около 80% кирпичных домов, построенных до 1991 года, возведены на сваях, забитых ООО «Томскэкскавация».

В области жилищного строительства предприятие ООО «Томскэкскавация» сотрудничает практически со всеми строительными фирмами города Томска: ООО «СУ-13», ООО «СУ Монолит», ОГУ «Облстройзаказчик», ЗАО «Карьероуправление», ООО «Строймонтаж», ОАО «Томскводпроект», ОАО «Восточная Транснациональная Компания» и многие другие. Подробнее опыт свайных работ ООО «Томскэкскавация» представлен в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Опыт свайных работ ООО «Томскэкскавация» за 2009 год

Заказчики	Количество свай	Стоимость, руб
ООО СУ-13	7940	30 094 119
ООО СибДом	330	724 598
ООО ЗКПД ТДСК	395	2 483 147
ОАО «Автострой»	761	904 050
ТРО ООО ИВА	21	160 572
ООО «МегаполисС»	2242	3 911 960
ООО «КонцернЪ»	1057	1 767 350
ООО «Ронекс»	278	2 985 814
ЖСК «Меридиан»	10	29 875
ООО «Лидер-М»	709	1 518 296
ООО «Стройхолдинг»	16	187 728
ЗАО «Монтена Инвест»	257	4 613 347
ООО ИИФ «Эспера»	600	1 524 751
ЗАО «ТоМаг»	32	48 000
ООО «Мажор плюс»	83	124 500
ООО «ПКФ-Проект»	32	412 397
ООО ТСУ-2006	9	31 776
ООО «Еврострой 21 век»	314	504 000
ООО «Управляющая компания РИТЕЙЛ»	2875	7 102 300
ООО «АРТ»	360	864 000
ООО «Томскспецавтосервис»	34	30 000
ООО «Гелиос»	177	366 235
ООО «Энергогарант»	1095	2 956 500
ООО «Томерс»	422	850 000
Итого	20049	64 835 073

На протяжении многих лет заказчиками ООО «Томскэкскавации» являются нефтяники и газовики. Среди них ОАО «Центрсибнефтепровод», «Востокгазпром», ОАО «Трест Сибкомплектмонтажналадка», ОАО «Юганскнефтестрой» и многие другие.

Ежегодно предприятие ООО «Томскэкскавация» выполняет объёмы по разработке грунта экскаваторами около 1000 тысяч метров кубических и бульдозерами более 600 тысяч метров кубических, забивает более 20 тысяч штук свай и стальных труб.

Более 45 лет ООО «Томскэкскавация» работает в строительной отрасли. При непосредственном участии фирмы основаны в Томской области - города Стрежевой, Кедровый; поселки Пионерный, Светлый и другие.

В настоящее время специалисты ООО «Томскэкскавация» имеют большой опыт работы приобретенный на строительстве автодорог, как территориального, так и федерального значения.

Таблица 1.2 - Опыт работ ООО «Томскэкскавация» по строительству автомобильных дорог за последние 3 года

№ п/п	Наименование объекта строительства	Заказчик строительства	Период проведе-ния строительства	Объём земля-ных работ, м3	Стоимость работ по строительству объекта, руб
1	2	3	4	5	6
1	Строительство мостового перехода через реку Кочебиловка на автодороге «Каргасок - Средний Васюган»	ОГУ «Томскавтодор»	Август-октябрь 2007г.	132000	106 830 650
2	Автодорога «Первомайское - Белый Яр» на участке 102-112км.	ОГУ «Томскавтодор» ОГУП «Асиновское ДРСУ»	Август 2006г.-февраль 2008г.	83000	43 719 315
3	Реконструкция а/дороги «Могильный Мыс - Парабель-Каргасок»	ОГУ «Томскавтодор» ОГУП «ССветленское ДРСУ»	Сентябрь 2007г.-декабрь 2008г. Ноябрь 2009г.	225000	154 838 671
4	Строительство подъездных дорог в мкр. Академический	ОГУ Облстройзаказчик	Июль 2007г.	6100	879 817
5	Строительство подходов к мостовому переходу ч/з реку Наушка на а/дороге Каргасок - Средний Васюган	ОГУ «Томскавтодор» МО 101 ОАО «Сибмост»	Март-декабрь 2008г.	70000	30 113 683
6	Строительство ул. Елизаровых от ул. Шевченко до ул. Клюева	МО 101 ОАО «Сибмост»	Май-декабрь 2008г. Сентябрь-декабрь 2009г.	165000	98 717 493
7	Автодорога Березовка - Красная Горка в Перврмайском районе Томской обл. Участок 0-10км.	ОГУ «Томскавтодор» ООО «Сибстрой»	Сентябрь-декабрь 2008г. Сентябрь 2009г.	73601	32 461 242
8	Строительство Левобережной объездной автодороги г. Томска (2 очередь строительства)	ЗАО «Газсервис»	Июнь- декабрь 2009г.	655382	96 721 622
9	Отсыпка объектов и площадок на Северо- Останинском месторождении в Парабельском районе	Производственный кооператив ДСУ-3	Февраль-апрель 2009г.	76500	7 579 262

Главный заказчик строительства и ремонта автодорог ОГУ «Томскавтодор». За 25 лет сотрудничества построено около 200км. дорог. Среди них автодорога «Кенга - Кедровый» 28 км., объём грунта 2 млн. метров кубических; автодорога «Мостовой переход через р. Икса» 5 км., объём грунта 350 тысяч метров кубических; ремонт дороги «Томск - Каргала - Колпашёво» 10 км., объём грунта 220 тысяч метров кубических; строительство автодороги «Могильный Мыс - Парабель» (по сплошным болотам) 17 км., объём уложенного грунта 1,1 млн. метров кубических. Со сдачей дороги осуществлено круглогодичное сообщение между Парабельским и Каргасокским районами.

В марте 2008 года заключен договор с ОАО «Сибмост» на выполнение работ по строительству объектов транспортной инфраструктуры, обеспечивающих транспортную связь территорий Особой Экономической Зоны с остальной территорией города Томска. Продолжено строительство в 2009 году. На участке автодороги ул. Елизаровых - ул. Балтийская, освоено около 100 миллионов рублей, выполнено устройство подстилающего слоя из песка в объёме 155 тысяч метров кубических.

В Первомайском районе Томской области начато строительство автодороги Берёзовка - Красная Горка и освоено в 2008 году 32 миллиона рублей. В 2009 году выполнены работы по устройству земляного полотна из песчаного грунта на Левобережной объездной автодороги в городе Томске.

ООО «Томскэкскавация» удостоено звания Лауреата Национальной Общественной Премии «За Обустройство Земли Российской» с вручением диплома в категории «Золото» (2007 год). В номинации «За выдающийся вклад в развитие экономики и социальной сферы России» и за выдающиеся заслуги в формировании социально-экономической стабильности Российской Державы награжден орденом «Русь Державная» (2007 год) директор Бартенев А. Н.

ООО «Томскэкскавация» имеет свою собственную стационарную базу, которая находится в черте города Томска. Общая территория базы 36 000 кв. м. На территории базы располагается следующее недвижимое имущество и площади:

-помещение административно-бытового корпуса (1-3 этаж) - площадью 1 967 кв. м.;

-ремонтный цех общей площадью 6 837,8 кв. м.;

-закрытая стоянка для строительно-дорожной техники и автотранспорта общей площадью 2 510,1 кв. м.;

-АЗС - ёмкости под ГСМ -общей площадью 263 кв. м.;

-складские закрытые помещения общей площадью 1 205 кв. м.;

-открытая складская площадка с козловым краном площадью 2 500 кв. м.;

-открытые площадки для стоянки автотранспортных средств и специальной техники общей площадью 10 000 кв. м.

11 июня 2010 года Областное государственное унитарное предприятие «Томский областной центр технической инвентаризации» провёло полное обследование базы на предмет физического износа зданий и сооружений. Согласно их заключение, физический износ составляет 38%, что говорит о том, что имеется некий запас ресурса эксплуатации стационарной базы.

Для более эффективного использования подвижного состава при выполнении производственных задач и надежной работы с клиентами у предприятия ООО «Томскэкскавация» есть в перспективе реконструкция производственной базы за счет внедрения универсального оборудования и повышения уровня квалификации обслуживающего персонала.

1.2 Состав смешанного парка машин ООО «Томскэкскавация»

Весь парк машин предприятия можно разделить на строительно - дорожные машины, технологический транспорт и вспомогательный транспорт (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Состав смешанного парка машин

Из приведенной диаграммы видно, что подавляющее большинство смешанного парка машин ООО «Томскэкскавация» составляет технологический транспорт (54 %). Это связано со спецификой проффесиональной деятельности данного предприятия. Ежегодно выполняются огромные объёмы работ по транспортировке сыпучих грузов к местам проведения производственных работ.

Состав технологического транспорта включает автосамосвалы, техпомощь (в том числе с универсальным оборудованием), автокраны, седельные тягачи, прицепы, полуприцепы и трейлеры. Далее следуют строительно-дорожные машины (33%) и вспомогательный транспорт (13%).

Таблица 1.3 - Состав парка строительно - дорожных машин

Наименование и марка машины	Год выпуска	Наработка с начала эксплуатации, мото.-ч	Кисп
1	2	3	4
1 Трактор T-150	1988	4963	0,70
2 Трактор Т-150	1988	5371	0,75
3 Трактор К-700	1990	6750	0,80
4 Трактор К-700	1992	9360	0,75
5 Трактор МТЗ - 82	1990	7130	0,70
6 Трактор МТЗ - 82	1989	1360	0,80
7 Трактор МТЗ - 82	1990	2501	0,70
8 Трактор Т-130	1989	2685	0,70
9 Трактор К - 700	1990	5444	0,85
10 Бульдозер Т - 170	1990	5590	0,85
11 Бульдозер Т - 170	1989	1534	0,85
12 Бульдозер ДЗ-171 (Т-170)	1997	1600	0,70
13 Бульдозер ДЗ-171 (Т-170)	1997	3457	0,80
14 Бульдозер ДЗ-171 (Т-170)	1997	5760	0,75
15 Бульдозер Т - 170	1990	8670	0,77
16 Бульдозер Т - 170	1990	4800	0,60
17 Бульдозер ДЗ-171 (Т-170)	1997	870	0,74
18 Бульдозер Т - 170	1989	1250	0,60
19 Бульдозер Т - 130	1985	987	0,75
20 Бульдозер Т - 130	1986	4161	0,60
21 Бульдозер Т - 130	1989	879	0,75
22 Бульдозер Т - 130	1987	1642	0,80
23 Бульдозер Т - 130	1988	1825	0,80
24 Бульдозер Т - 130	1989	982	0,75
25 Бульдозер Т - 130	1986	538	0,77
26 Бульдозер Т - 130	1988	368	0,6
27 Бульдозер Т - 130	1988	8055	0,67
28 Бульдозер на базе ДТ - 75	1996	6287	0,8
29 Бульдозер на базе ДТ - 75	1994	2230	0,56
30 Бульдозер на базе ДТ - 75	1994	2120	0,64
31 Бульдозер на базе ДТ - 75	1988	3254	0,74
32 Бульдозер на базе ДТ - 75	1989	2643	0,60
33 Бульдозер на базе ДТ - 75	1991	586	0,75
34 Бульдозер на базе ДТ - 75	1997	254	0,60
35 Бульдозер на базе ДТ - 75	1994	2007	0,75
36 Бульдозер на базе ДТ - 75	1996	4876	0,80
37 Бульдозер на базе Д - 355А	1987	2356	0,67
38 Бульдозер на базе Д - 355А	1987	1574	0,8
39 Трактор Т - 40	1990	860	0,56
40 Трактор Т - 40	1992	405	0,68
41 Экскаватор Hitachi ZX240	2006	9563	0,75
42 Экскаватор Komatsu PC220	2008	6854	0,76
43 Экскаватор ЭО - 4112	1995	4380	0,65
44 Экскаватор ЭО - 5111	1989	3590	0,6
45 Экскаватор Hitachi ZX270	2007	7384	0,75
46 Экскаватор Komatsu PC300	2006	5853	0,75
46 Экскаватор Komatsu PC300	2006	5853	0,75
47 Автогрейдер ДЗ - 98	2008	12879	0,75
48 Автогрейдер ДЗ - 143	1991	8642	0,80
49 Каток вибрационный грунтовый HAMM3518	2008	7825	0,80
50 Каток вибрационный грунтовый Sakai SV 512 TE	2007	7982	0,75
51 Копровая установка на базе СП - 49 А	1983	870	0,7
52 Копровая установка на базе СП - 49 А	1980	576	0,68
53 Копровая установка на базе СП - 49 А	1981	1852	0, 75
54 Копровая установка на базе СП - 49 А	1984	957	0,75
55 Копровая установка на базе ЭО - 10011	1981	2890	0,7
56 Копровая установка на базе КамАЗ - 53228	2008	2305	0,75
57 Каток прицепной	2007	580	0,4
58 Каток прицепной	2007	790	0,4
59 Каток прицепной	2007	256	0,4

Состав СДМ включает в себя:

- экскаваторы - 6 ед.;

- машины сезонного использования (катки) - 5 ед.;

- бульдозеры - 29 ед.;

- трактора - 11 ед.;

- автогрейдеры - 2 ед.;

- копровые установки - 6 ед.

Рисунок 1.2 - Распределение СДМ по функциональному назначению

Таблица 1.4 - Состав технологического автотранспорта

Наименование и марка машины.	Год выпуска	Модель, тип	Наработка с начала эксплуатации, мото.-ч	Кисп
1	2	3	4	5
1 МАЗ - 5334	1981	Техпомощь	5371	0,75
2 МАЗ - 5334	1980	Техпомощь	6750	0,80
3 МАЗ - 500	1980	Техпомощь	9360	0,75
4 МАЗ - 5334	1981	Техпомощь	7130	0,70
5 МАЗ - 5334	1986	Техпомощь	3151	0,75
6 МАЗ - 5334	1987	Техпомощь	8632	0,70
7 МАЗ - 5334	1982	Техпомощь	6523	0,85
8 МАЗ - 5334	1989	Топливозаправщик	8941	0,85
9 МАЗ - 5334	1983	Топливозаправщик	1256	0,85
10 МАЗ - 5334	1982	Автокран	2598	0,65
11 КрАЗ - 258Б1	1980	Сед. тягач	2354	0,70
12 КрАЗ - 250Н	1988	Сед. тягач	6278	0,7
13 КрАЗ - 255Б1	1987	Сед. тягач	8531	0,75
14 КрАЗ - 651001	1994	Самосвал	5412	0,65
15 КрАЗ - 6510	1994	Самосвал	1238	0,65
16 КрАЗ - 6510	1994	Самосвал	4528	0,70
17 КрАЗ - 6510	1994	Самосвал	7129	0,70
18 КрАЗ - 257	1981	Автокран	4365	0,70
19 КрАЗ - 64431	2006	Сед. тягач	2548	0,65
20 КамАЗ - 551110	1997	Самосвал	6879	0,75
21 КамАЗ - 55111	1995	Самосвал	3659	0,60
22 КамАЗ - 55111	1996	Самосвал	1239	0,75
23 КамАЗ - 551110	1997	Самосвал	4523	0,65
24 КамАЗ - 551110	1997	Самосвал	2365	0,75
25 КамАЗ - 551110	1997	Самосвал	5698	0,80
26 КамАЗ - 55111	1997	Самосвал	4786	0,65
27 КамАЗ - 551110	1997	Самосвал	6589	0,60
28 КамАЗ - 551110	1997	Самосвал	2359	0,60
29 КамАЗ - 55111	1991	Самосвал	3354	0,75
30 КамАЗ - 55111	1991	Самосвал	4448	0,70
31 КамАЗ - 551110	1997	Самосвал	2563	0,60
32 КамАЗ - 55111	1997	Самосвал	4456	0,70
33 КамАЗ - 55111	1982	Самосвал	3652	0,75
34 КамАЗ - 55111	1992	Самосвал	7895	0,60
35 КамАЗ - 5410	1988	Сед. тягач	2266	0,60
36 КамАЗ - 5410	1983	Сед. тягач	3225	0,65
37 КамАЗ - 55111С	2002	Самосвал	2552	0,65
38 КамАЗ - 5511	1986	Самосвал	6958	0,75
39 КамАЗ - 5511	1986	Самосвал	9874	0,75
40 КамАЗ - 5511	1984	Самосвал	9658	0,70
41 КамАЗ - 55111	1989	Самосвал	6215	0,70
42 КамАЗ - 5511	1986	Самосвал	3256	0,75
43 КамАЗ - 5511	1986	Самосвал	9360	0,75
44 КамАЗ - 5511	1984	Самосвал	7130	0,70
45 КамАЗ - 5511	1985	Самосвал	3151	0,75
46 КамАЗ - 55111	1989	Самосвал	5698	0,80
47 КамАЗ - 55111	1989	Самосвал	4786	0,65
48 КамАЗ - 5511	1985	Самосвал	6589	0,60
49 КамАЗ - 5511	1984	Самосвал	2359	0,60
50 КамАЗ - 5511	1986	Самосвал	3354	0,75
51 КамАЗ - 55111	1989	Самосвал	4448	0,70
52 КамАЗ - 5511-01	1988	Самосвал	2563	0,60
53 КамАЗ - 5511	1985	Самосвал	6278	0,7
54 КамАЗ - 55111С	2002	Самосвал	8531	0,75
55 КамАЗ - 55111С	2002	Самосвал	5412	0,65
56 КамАЗ - 55111С	2002	Самосвал	1238	0,65
57 КамАЗ - 55111С	2002	Самосвал	4528	0,70
58 КамАЗ - 551110	1997	Самосвал	7129	0,70
59 КамАЗ - 5511	1988	Самосвал	4786	0,65
60 КамАЗ - 65115	2006	Самосвал	6589	0,60
61 КамАЗ - 65115	2006	Самосвал	2359	0,60
62 КамАЗ - 65115	2006	Самосвал	7129	0,70
63 КамАЗ - 65115	2006	Самосвал	4365	0,70
64 КамАЗ - 65115	2006	Самосвал	2548	0,65
65 КамАЗ - 652061	2008	Самосвал	6879	0,75
66 КамАЗ - 652061	2008	Самосвал	3659	0,60
67 КамАЗ - 6520	2008	Самосвал	1239	0,75
68 КамАЗ - 6520	2008	Самосвал	4523	0,65
69 КамАЗ - 652061	2008	Самосвал	2365	0,75
70 УРАЛ - 43203	1991	Техпомощь	5698	0,80
71 УРАЛ - 5557	1993	Автокран	4786	0,65
72 ЗИЛ - 130	1985	Самосвал	6589	0,60
73 ЗИЛ ММЗ - 4502	1988	Самосвал	2359	0,60
74ГАЗ - САЗ - 3511	1993	Техпомощь	3354	0,75
75 ГАЗ - 6611	1990	Техпомощь	4448	0,70
76 ГАЗ - САЗ - 3511	1993	Самосвал	2563	0,60
77 ГАЗ - 66	1974	Техпомощь	4456	0,70
78 ГАЗ - 66	1979	Техпомощь	3652	0,75
79 ГАЗ - 66	1992	Самосвал	7895	0,60
80 ГАЗ - 5312	1988	Топливозаправщик	2266	0,60
81 ГАЗ - 5312	1989	Топливозаправщик	3225	0,65
82 ГАЗ - 5314	1990	Самосвал	2552	0,65
83 ГАЗ - 5204	1986	Топливозаправщик	6958	0,75
84 ГАЗ - 5204	1982	Топливозаправщик	9874	0,75
85 ГАЗ - 5204	1985	Топливозаправщик	9658	0,70
86 ГКБ - 819	1988	Прицеп	-	0,7
87 ГКБ - 8551	1991	Прицеп	-	0,7
88 ГКБ - 8551	1988	Прицеп	-	0,75
89 СЗАП - 8527	1991	Прицеп	-	0,67
90 ГКБ 819	1988	Прицеп	-	0,4
91ЧМЗАП - 5208	1987	Трейлер	-	0,6
92 ЧМЗАП - 8398	1988	Трейлер	-	0,6
93 ЧМЗАП - 8698	1989	Трейлер	-	0,6
94 У - 4005	1983	Трейлер	-	0,67
95 ОДАЗ - 9370	1988	Полуприцеп	-	0,5
96 ОДАЗ - 9370	1980	Полуприцеп	-	0,4
97 МАЗ - 5247Г	1985	Прицеп	-	0,56
98 ЧМЗАП - 99064	2006	Полуприцеп	-	0,75

Состав технологического тарнспорта включает в себя:

- техпомощь - 12 ед.;

- топливозаправщики - 7 ед.;

- автокраны - 3 ед.;

- самосвалы - 57 ед.;

- седельные тягачи - 6 ед.;

- прицепы, полуприцепы и трейлеры - 13 ед.

Рисунок 1.3 - Распределение технологического транспорта по функциональному назначению



Рисунок 1.4 - Распределение автосамосвалов по грузоподъёмности

Из вышеуказанной диаграммы следует, что большее число машин составляют автосамосвалы небольшой грузоподъёмности - 10т. и 13т., которые составляют 28% и 56% соответственно от состава технологического автотранспорта.

Рисунок 1.5 - Распределение смешанного парка машин по времени эксплуатации

Как видно 50% смешанного парка машин ООО «Томскэкскавация» находится в эксплуатации более 20 лет, т. е. нуждается в замене. До 10 лет в эксплуатации находиться лишь небольшая часть машин - 18% (28 ед.), что говорит о медленных темпах обновления парка машин данного предприятия.

Предприятие работает по штатному расписанию, в котором рабочий день длится с 8. 00. и до 17. 00. Выходные дни на предприятии суббота, воскресенье и праздничные дни. В предпраздничные дни рабочий день сокращается на 1 час.

1.3 Основные экономические показатели деятельности предприятия

За 2010 год предприятие ООО «Томскэкскавация» выполнило объем работ и услуг на 147 173 000 рублей. Среди 33 заказчиков 29 предприятий транспортного строительства и нефтегазодобычи.

Расходы на эксплуатацию смешанного парка машин на данном предприятии можно подразделить на 3 основные статьи - заработная плата, запасные части и топливо - смазочные материалы (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 - Распределение расходов по эксплуатации смешанного парка машин

Выводы. Общество с ограниченной ответственностью «Томскэкскавация» имеет богатую историю и огромный опыт работы во многих отраслях строительства, особенно в проведении свайных работ и строительстве автомобильных дорог. Только за 25 лет сотрудничества с ОГУ «Томскавтодор» построено около 200 км. дорог. Предприятие имеет в своем распоряжении большую стационарную базу, оснащенную всем необходимым оборудованием, исключение составляют отапливаемые помещения межсменного хранения машин, недостаток которых ведет к снижению эффективности эксплуатации машин в зимний период.

Смешанный парк машин предприятия разделяется на строительно-дорожные машины (33%), технологический транспорт (54%) и вспомогательный транспорт (13%). Из всего парка машин ровно половина (78 ед.) находиться в эксплуатации более 20 лет, а до 10 лет в эксплуатации находиться лишь 28 единиц техники (18%). Обновление смешанного парка машин на предприятии идет очень медленно и связано это в первую очередь с ухудшением финансовой обстановки в последние несколько лет. За 2010 год предприятие выполнило объем работ и услуг на 147 173 000 рублей, затратив при этом на запасные части, ТСМ и заработную плату 43 330 604 рубля.

Интенсивность эксплуатации машин разных марок в разные периоды эксплуатации различная. У автосамосвалов, работающих на предприятии, летняя интенсивность эксплуатации значительно превышает зимнюю. Это связано с необходимостью длительной предпусковой подготовки машины в зимний период эксплуатации. Примерно также обстоит с бульдозерами. Из рисунков 1.2 и 1.3 видно, что бульдозеры и автосамосвалы составляют 49% СДМ и 58% ТАТ соответственно. Следовательно, повысив интенсивность зимней эксплуатации данных средств механизации, можно повысить доходы предприятия от эксплуатации машин в зимний период. Одним из способов по сокращению простоев машин в зимний период эксплуатации является оборудование части машин подогревателями или целыми системами облегчения пуска двигателя. Остается рассчитать тепловые и экономические показатели работы разных подогревателей и выбрать из них оптимальные для определенной марки машин.

2. Отказы и неисправности дизельных двигателей машин ООО «Томскэкскавация»

2.1 Общие сведения

Основные характеристики нормального функционирования дизельного двигателя следующие. Длительность пуска стартером -- не более 20 секунд, пусковым двигателем -- не более 2 минут. Работа двигателя -- равномерная, без перебоев, устойчивая на разных режимах, выхлоп -- бездымный, отсутствие повышенной вибрации, стуков. Мощность и удельный расход топлива -- в установленных пределах (допускаемые отклонения от номинальных значений ±5%). Расход масла на угар (без учета полной его замены) не более 2% от расхода топлива для тракторных двигателей большой мощности и не более 3,5 -- 4%--для двигателей средней и малой мощности. Давление в масляной магистре ли тракторов К-701 во время пуска холодного двигателя при минимальной частоте вращения не менее, а при максимальной частоте не более 400 и 800 кПа соответственно; для Т-150К, ДТ-75М- и 300 и 950 кПа; для; других тракторов -- 200 и 600 кПа. На прогретом двигателе предельное давление масла при номинальной и минимальной частоте вращения составляет для К-701 соответственно не менее 200 и 100 кПа, для Т-150К, Т-4А, ДТ-75М -- 200 и 70 кПа, для МТЗ-80 - 100 и 50 кПа, для Т-40 - 70 и 50 кПа.

После остановки двигателя вращение ротора маслиной центрифуги должно прослушиваться (без приборов) в течение 30 с (не менее). На двигателях, оборудованных насосом предпусковой прокачки (СМД-62 и др.), давление в магистрали после запуска пускового двигателя равно 100--150 кПа. Температура воды и масла при нормальной эксплуатации двигателя -- не более 95 °С (на двигателях с воздушным охлаждением температура масла -- до 105°С). Длительность прогрева двигателя не должна быть слишком малой или слишком большой; выход газов из сапуна картера должен быть незначительным; при работе двигателя на всех режимах не должно быть стуков. Пусковой двигатель должен запускаться стартером после 15 секунд прокручивания и не более чем с трех попыток, причем работать без перебоев и устойчиво поддерживать заданный режим (частоту вращения коленчатого вала). Не допускается течь воды, масла, топлива, попадание воды в масло или масла в воду, увеличение уровня масла в картерах.

В случае отклонения любого из перечисленных параметров от допускаемых пределов или появлении хотя бы одного из упомянутых, признаков нарушения нормальной работы двигателя необходимо выявить причину отказа или неисправности и устранить её. Конструкции дизельных тракторных двигателей за последние десятилетия принципиально изменялись незначительно и потому технологические указания по их разборке и сборке достаточно хорошо разработаны и подробно описаны в литературе.

Согласно установленным техническим критериям предельного состояния тракторных двигателей, их следует направлять на капитальный ремонт в случае неустранимых или устранимых, но путём сложной механической обработки, повреждений блока цилиндров или при дефектах блока, требующих заварки с предварительным нагревом в печи; при поломке, трещинах, предельном износе шеек коленчатого вала или предельном увеличении зазора хотя бы в одном сопряжении шейка -- вкладыш, а также в случае предельного износа комплекта деталей цилиндропоршневой группы. Следовательно, если в процессе контроля технического состояния или в результате поиска причины отказа установлено, что двигатель, хотя бы по одному из указанных выше критериев достиг предельного состояния, его следует направлять на капитальный ремонт.

В то же время в процессе эксплуатации выходят из строя отдельные детали цилиндропоршневой группы и кривошипно-шатунного механизма: ломаются перемычки между поршневыми кольцами, кольца закоксовываются или изнашиваются, проворачивается вкладыш или на нем образуется задир и др. Работоспособность двигателя при этом может быть восстановлена путем замены, отдельных деталей. В соответствии с упомянутыми выше техническими критериями в случае выхода из строя отдельных деталей цилиндропоршневой группы допускается их одноразовая замена при условии, что износ гильз не превышает размеров, допускаемых при текущих ремонтах. Кроме того, правилами технической эксплуатации предусматривается при необходимости замена поршневых колец.

2.2 Отказы и неисправности механизмов и узлов дизельных двигателей

Количество отказов и неисправностей дизельных двигателей зависит от множества причин. Такой показатель как интенсивность эксплуатации машин имеет одно из самых важных значений. Интенсивность эксплуатации различных машин в разные месяцы на предприятие ООО «Томскэкскавация» может отличаться весьма существенно. Например, у автосамосвалов марки КамАЗ средняя наработка в июле составляет порядка 4000 км., тогда как в мае всего 400 км. (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Средняя интенсивность эксплуатации в течение года автосамосвалов марки КамАЗ

Примерная такая же ситуация у всей техники на автомобильной базе предприятия ООО «Томскэкскавация». У гусеничной техники, например у бульдозеров, данная диаграмма будет выглядеть совсем иначе (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 - Средняя интенсивность эксплуатации в течение года бульдозеров

Как видно из диаграммы, средняя наработка по месяцам не так резко отличается и держится примерно в одном диапазоне. Значит, бульдозеры на предприятии эксплуатируются более равномерно в сравнении с автосамосвалами марки КамАЗ. Если брать в целом по предприятию интенсивность эксплуатации по периодам, то можно говорить о том, что в летний период машины эксплуатируются более интенсивно. Например, у бульдозеров эта разница составляет 10 % (рисунок 2.3).

Рисунок 2.3 - Распределение интенсивности эксплуатации бульдозеров по периодам

Это связано в первую очередь с тем, что в зимний период эксплуатации длительность подготовки машины к пуску при хранении на открытых площадках весьма существенна. Необходимо снижать ее продолжительность без потери качества подготовки машины к пуску, что в свою очередь приведет к увеличению интенсивности эксплуатации машин в зимний период. Если допустить снижение качества подготовки машины к пуску, то это приведет к еще большим простоям машин по причине ремонта дизельных двигателей. Следует помнить, что в зимний период эксплуатации машин именно «холодные пуски» двигателя приводят к повышенному износу механизмов и узлов дизельных двигателей.

На предприятии ООО «Томскэкскавация» ведется строгий учет всех двигателей поступающих в ремонт. Обязательно указывается причина отказа и проведенные работы с указанием примененных запасных частей и ремонтных комплектов. Проанализировав данную информацию, мною были построены следующие таблицы по периодам эксплуатации с указанием основных узлов и механизмов, в которых произошли отказы либо обнаружились неисправности, и их количество.

Таблица 2.1 - Отказы и неисправности механизмов и узлов дизельных двигателей в летний период эксплуатации

Основные механизмы и узлы дизельных двигателей	Частота встречаемого отказа и неисправности
Коленчатый вал	3
Цилиндропоршневая группа	7
Газораспределительный механизм	2
Форсунки	1
Прокладки	7
Прочие	2

По полученным данным (таблицы 2.1 и 2.2) можно построить диаграммы. Каждая диаграмма будет наглядно показывать, в какой период эксплуатации, какие основные механизмы и узлы как часто отказывают.

Таблица 2.2 - Отказы и неисправности механизмов и узлов дизельных двигателей в зимний период эксплуатации

Основные механизмы и узлы дизельных двигателей	Частота встречаемого отказа и неисправности
Коленчатый вал	8
Цилиндропоршневая группа	9
Газораспределительный механизм	5
Форсунки	2
Прокладки	10
Прочие	5

Рисунок 2.4 - Отказы и неисправности механизмов и узлов дизельных двигателей в летний период эксплуатации

Рисунок 2.5 - Отказы и неисправности механизмов и узлов дизельных двигателей в зимний период эксплуатации

Совершенно явно зимой отказов и неисправностей на порядок больше, а точнее на 28% больше в сравнение с летним периодом (рисунок 2.6).



Рисунок 2.6 - Распределение отказов и неисправностей механизмов и узлов дизельных двигателей машин по периодам эксплуатации

Из данной диаграммы следует, что за 2010 год было зафиксировано 61 отказ и неисправность дизельных двигателей, причем 64% от этого числа приходиться на зимний период эксплуатации.

Вывод. Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод о том, что, несмотря на меньшую интенсивность эксплуатации, в зимний период отказов и неисправностей значительно больше. Это связано в первую очередь с несоответствующей техническому регламенту предпусковой подготовки дизельных двигателей в условиях низких температур окружающей среды, либо полное отсутствие такой подготовки. Значительный износ двигатель испытывает при пуске. Следовательно, подготовленный двигатель к пуску зимой изнашивается меньше. Оборудование части смешанного парка машин ООО «Томскэкскавация» системами средств облегчения пуска двигателя позволит существенно увеличить интенсивность эксплуатации в зимний период, в том числе и за счет уменьшения простоев машин на ремонтах.

3. Обоснование выбора средств облегчения пуска двигателей для машин смешенного парка ООО «Томскэкскавация»

3.1 Методика оценки тепловой производительности жидкостных подогревателей

Предприятия строительной отрасли должны обеспечивать эффективность эксплуатации строительных и дорожных машин в зимнее время. При этом нужно учитывать местные условия эксплуатации машин, такие как интенсивность, их использования в зимнее время, характер использования, состояние стационарной базы, условия межсменного хранения машин на открытых стоянках или в отапливаемых помещениях.

Машины, содержание которых осуществляется на открытых стоянках, в зимнее время, должны оборудоваться средствами облегчения пуска двигателя. Средства облегчения пуска должны обеспечивать надежный пуск двигателя при использовании зимних сортов эксплуатационных материалов. Кроме того, они должны способствовать уменьшению износов механизмов двигателя и агрегатов трансмиссии, соответствовать действующим нормативным документам в области экологии и безопасности использования машин.

К главным причинам затруднений зимнего пуска относятся:

- рост крутящего момента сопротивления вращению коленчатого вала двигателя;

- уменьшение мощности стартера из-за снижения емкости аккумуляторной батареи;

- меньшая испаряемость топлива и ухудшение смесеобразования;

- увеличение требуемой пусковой частоты вращения коленчатого вала.

Действие всех этих причин при отрицательной наружной температуре проявляется одновременно, усугубляя и затрудняя весь процесс запуска. Для предотвращения сложности эксплуатации машин в зимнее время применяются различные системы и устройства обеспечения пуска двигателя.

К системам и устройствам обеспечения пуска двигателя можно отнести:

- средства облегчения пуска;

- средства тепловой подготовки к пуску;

- средства поддержания заданного теплового состояния в межсменный период.

Эффективность пуска двигателя машины характеризуется:

- предельными значениями температур окружающего воздуха, при которых возможен пуск двигателя;

- минимальным временем, затрачиваемым на пуск двигателя;

- величиной минимальной пусковой частоты вращения коленчатого вала двигателя, необходимой для обеспечения его пуска.

Основными средствами облегчения пуска двигателя являются:

- средства подогрева воздуха на впуске (свечи подогрева впускного воздуха, электрофакельные подогреватели,-ЭФУ);

- средства калоризаторного воспламенения топлива (свечи накаливания); пусковые приспособления для впрыскивания легковоспламеняющихся пусковых жидкостей;

- средства улучшения пусковых качеств двигателя (декомпрессионный механизм; устройства, изменяющие степень сжатия, фазы газораспределения и угол опережения подачи топлива при пуске);

- пусковые устройства повышенной мощности (пусковые двигатели, устройства для подачи сжатого воздуха в цилиндры, пиропатроны, молекулярные накопители энергии, электростартеры повышенной мощности и внешние источники электроэнергии).

Из всех систем и устройств обеспечения пуска двигателя в зимний период эксплуатации широкое применение получили средства тепловой подготовки к пуску:

- индивидуальные средства, источником тепловой энергии которых является подогреватель, работающий за счет сжигания жидкого топлива или средства, источником тепловой энергии которых является тепловой аккумулятор;

- групповые средства (водообогрев, средства парообогрева, средства воздухообогрева, средства электрообогрева, средства обогрева газовоздушной смесью, средства инфракрасного газового обогрева).

Опыт эксплуатации машин в зимних условиях, и особенно в условиях Севера, также показывает, что для повышения надежности их работы необходимо применять модернизированные или новые изделия электрооборудования.

В качестве индивидуальных средств подготовки к работе силовых установок машин используются предпусковые жидкостные и воздушные подогреватели. Предпусковые подогреватели обеспечивают разогрев охлаждающей двигатель жидкости и моторного масла. Используются также подогреватели для нагрева воздуха, поступающего в моторное отделение машины.

Применение жидкостных подогревателей обеспечивает использование низкозамерзающих охлаждающих жидкостей, что увеличивает основное рабочее время и позволяет повысить сменную производительность машин на 5 -- 6%.

Минимальная частота вращения коленчатого вала двигателя, необходимая для обеспечения надежного пуска двигателя возрастает с понижением температуры. При этом напряжение и емкость АБ уменьшаются, так как падение температуры электролита на 1°С вызывает снижение емкости аккумулятора на 1,0 - 1,5 %. При температуре электролита -30 °С батарея не принимает заряд и эксплуатируется фактически в разряженном состоянии (до 60% номинальной емкости).

Широко применяют электрические подогреватели, вмонтированные в систему смазки и охлаждения двигателя и в топливную систему. Наиболее широкое распространение получили нагреватели сопротивления в виде спиралей (ТЭНы) и резисторные нагреватели.

С технической точки зрения средства тепловой подготовки к пуску обеспечивают:

- легкий и надежный пуск двигателя;

- снижение пускового тока стартера почти до стандартного летнего значения;

- повышение частоты вращения коленчатого вала двигателя;

- снижение расхода топлива на пуск двигателя;

- снижение вредных выбросов.

Выбор тех или иных средств определяется местными условиями эксплуатации машин.

Для создания необходимых условий пуска, при использовании средства тепловой подготовки двигателя, расходуется большое количество тепла на нагрев его составных частей, обслуживающих систем и эксплуатационных материалов. Определенная часть тепла теряется в окружающую среду.

Общее количество тепла, необходимое для разогрева силовой установки можно рассчитать, используя зависимость:

, (3.1)

где Qр - количество тепла, необходимое для разогрева силовой установки, ккал;

Qсу - количество тепла, расходуемое на нагрев двигателя, ккал;

Qп - потери тепла в окружающую среду, ккал;

к - коэффициент перевода ккал в кВт (к - 860 ккал/кВт).

Точный расчет величин Qсу и Qп практически невозможен вследствие сложности процессов, происходящих при разогреве силовой установки. Поэтому реальную силовую установку заменяют условным разогреваемым телом. Обозначив массу условного тела - Gyc, его среднюю теплоемкость - Сср и площадь поверхности охлаждения - F, получим:

, (3.2)

где - количество тепла, расходуемое на нагрев «сухого» двигателя, кВт;

- количество тепла, расходуемое на нагрев охлаждающей жидкости двигателя, кВт;

- количество тепла, расходуемое на нагрев моторного масла двигателя, кВт.

, (3.3)

где Сср - средняя теплоемкость двигателя, ккал/кгоС;

tн, tк - начальное и конечное значения температуры поверхности охлаждения силовой установки при разогреве, °С;

- продолжительность разогрева силовой установки, ч.

Массу условного тела можно определить, используя соответствующие значения коэффициента, в, учитывающего конструктивные особенности и технические характеристики силовой установки

, (3.4)

где Gм - масса «сухого» двигателя, кг.

Значения коэффициента и средней теплоемкости Сср представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Значения Сср и в для силовых установок ДСМ

Силовая установка («сухая» масса двигателя), кг	Сср	в
600 - 800 900 и более	0,36 0,33	0,15 0,26

, (3.5)

где Vcо - объем системы охлаждения, л;

Vр - объем радиатора, л;

сож - плотность охлаждающей жидкости, кг/л;

Сож - средняя теплоемкость охлаждающей жидкости, ккал/кгоС;

ф - продолжительность разогрева силовой установки, ч.;

, (3.6)

где Vмм - объем разогреваемого моторного масла, л;

смм - плотность моторного масла, кг/м3;

Смм - средняя теплоемкость моторного масла, ккал/кгоС;

tн - начальная температура моторного масла, оС;

tк1 - конечная температура моторного масла, оС.

Потери тепла в окружающую среду определяются по формуле

, (3.7)

где KF - удельные потери тепла в час со всей поверхности охлаждения силовой установки при перепаде температур между теплоотдающей поверхностью и окружающей средой 1°С, кВт/(ч °С);

tд - средняя температура поверхности охлаждения двигателя, °С;

ф - продолжительность разогрева силовой установки, ч.;

tср - температура окружающего воздуха, °С.

При расчетах значения KF можно принимать в соответствии с показателями, приведенными в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Значения КF

Температура окружающей среды, °С	0	-10	-20	-30
KF, кВт/ч.°С	171	213	277	400

При скорости ветра 3 -- 4 м/с величина удельных потерь тепла KF машины без утепления силовой установки должна быть увеличена на 30%. Если машина укрыта утеплительным чехлом - потери тепла могут составить только 50% расчетных.

Удельные потери тепла с поверхности охлаждения силовой установки могут быть описаны с достаточной достоверностью аппроксимации (R2=0,998) полиномиальным законом (таблица 3.3)

. (3.8)

Таблица 3.3 - Значения коэффициентов a, b, с для полиномиальных зависимостей

Условия предпускового разогрева СУ	Значения коэффициентов
	a	b	c
Безветренная погода, разогрев СУ без утепления Скорость ветра 3 -- 4 м/с Утепление СУ	0,2025 0,2633 0,1013	1,435 1,8655 0.7175	172,85 224,7 86,425

Результаты расчетов удельных потерь тепла с поверхности охлаждения силовой установки на предприятии с учетом утепления СУ при разогреве представлены (таблица 3.4) зависимостями .

Таблица 3.4 - Удельные потери тепла с поверхности охлаждения силовой установки в течение 40 минут работы подогревателя жидкостного

Температура окружающей среды, °С	KF, кВт/ч.°С
0	57,9
-5	62
-10	69,5
-15	80,4
-20	94,7
-25	112,3
-30	133,4

Рисунок 3.1 - Удельные потери тепла с поверхности охлаждения силовой установки в течение 40 минут работы подогревателя жидкостного

Нетрудно рассчитать зависимость тепловой производительности подогревателя жидкостного для различной температуры окружающей среды . Для этого необходимо принять параметры силовой установки машины в соответствии с исходными данными, а также условия предпускового разогрева.

Количество тепла, расходуемое на нагрев двигателя и его систем вместе с охлаждающей жидкостью и моторным маслом, ккал, определяется:

(3.9)

, (3.10)

где tн, tк - начальное и конечное значения температуры поверхности охлаждения силовой установки при разогреве, °С.

tн - выбираем из таблицы 3.5, как средняя месячная температура в зимний период эксплуатации ( tн= - 18 0С);

tк - принимаем равным 75 0С.

ф - время разогрева силовой установки, ф = 0,67 ч.

Таблица 3.5 - Климатический район, перечень и основные критерии

Макроклиматический район	Климатический район	Критерий района
	Наименование	Обозначение	Средняя месячная температура воздуха, 0С	Средняя температура за период, 0С	Число дней в году с минимальной температурой воздуха ниже минус 45 °, сут
			январь	июль	зима	лето
Умеренный	Умеренно холодный	II4	-22	19	-18	17	От 0,1 до 1,0

Массу условного тела можно определить, используя соответствующие значения коэффициента в, учитывающего конструктивные особенности и технические характеристики силовой установки

, (3.11)

где Gм - масса «сухого» двигателя.

Таблица 3.6 - Расчетные параметры силовых установок ДСМ

ДСМ	Параметры силовой установки	Тип двигателя
Бульдозер ДЗ-171		Д-160	Д-180.111
	«Сухая» масса, кг	1946	1890
	Система охлаждения, л	60	60
Автосамосвал КамАЗ 55111		КамАЗ 740.30	КамАЗ 740.11
	«Сухая» масса, кг	870	835
	Система охлаждения, л	40	40

Значения коэффициента, в, и средней теплоемкости, Сср, представлены в таблице 3.7.

Таблица 3.7 - Значения Сср и в для силовых установок ДСМ представленных в расчетах

«Сухая» масса двигателя, кг	Сср	в
Бульдозер ДЗ-171 (масса принятых для расчета модификаций двигателя более 900 кг)	0,33	0,26
Автосамосвал КамАЗ 55111 (масса принятых для расчета модификаций двигателя более 800 кг)	0,33	0,26

(3.12)

где Vcо - объем системы охлаждения, л, (табл.6);

Vр - объем радиатора, л;

сож - плотность охлаждающей жидкости, кг/л, сож = 1,08 кг/л;

Сож - средняя теплоемкость охлаждающей жидкости, ккал/кгоС, Сож = 0,81 ккал/кгоС;

- при расчетах не учитываем, так как величина, , в разы меньше и ею можно пренебречь.

Расчет будем производить для средней температуры окружающего воздуха в зимний период и средней температуры в самый холодный месяц- январь.

Сначала произведем расчет для бульдозера ДЗ-171 одной модификации при средней температуры окружающего воздуха в зимний период:

ккал.

ккал.

Произведем расчет для средней температуры окружающей среды в самый холодный месяц- январь:

ккал.

ккал.

Расчеты для остальных выбранных ДСМ и их модификаций представлены в таблице 3.8.

жидкостный подогреватель шум защита

Таблица 3.8 - Количество тепла, расходуемое на нагрев двигателя и его систем вместе с охлаждающей жидкостью и моторным маслом

ДСМ	Параметры силовой установки	Количество тепла для разогрева при средней температуры окружающего воздуха в зимний период (средней температуре января), ккал
		Тип двигателя
Бульдозер ДЗ-171		Д-160	Д-180.111
	Силовая установка	23176 (24173)	22509 (23477)
	Охлаждающая жидкость	2817 (3156)	2817 (3156)
Автосамосвал КамАЗ 55111		КамАЗ 740.30	КамАЗ 740.11
	Силовая установка	10361 (10807)	9945 (10372)
	Охлаждающая жидкость	1797 (1874)	1797 (1874)

Потери тепла в окружающую среду при разогреве силовой установки, Qп,, ккал, определяются:

(3.13)

где KF - удельные потери тепла в час со всей поверхности охлаждения силовой установки при перепаде температур между теплоотдающей поверхностью и окружающей средой 1°С, Вт/(ч °С), (табл. 3.4);

tд - средняя температура поверхности охлаждения двигателя, °С, tд = 75°С;

tср - температура окружающего воздуха, °С, tср = -18°С;

ф - продолжительность разогрева силовой установки, ч, ф = 0,67 ч.

Сначала произведем расчет для бульдозера ДЗ-171 одной модификации при средней температуры окружающего воздуха в зимний период:

ккал.

Произведем расчет для средней температуры окружающей среды в самый холодный месяц- январь:

ккал.

Расчеты для остальных выбранных ДСМ и их модификаций представлены в таблице 3.9.

Таблица 3.9 - Потери тепла в окружающую среду при разогреве силовой установки

ДСМ	Потери тепла в окружающую среду при разогреве силовой установки для средней температуры окружающего воздуха в зимний период (средней температуре января), ккал
	Тип двигателя
Бульдозер ДЗ-171	Д-160	Д-180.111
	5544 (5783)	5544 (5783)
	5544 (5783)	5544 (5783)
Автосамосвал КамАЗ 55111	КамАЗ 740.30	КамАЗ 740.11
	5544 (5783)	5544 (5783)
	5544 (5783)	5544 (5783)

Потребное количество тепла, необходимое для разогрева силовой установки, Qр, кВт, определяется:

, (3.14)

где Qссу - количество тепла, расходуемое на нагрев «сухого» двигателя, ккал, (таблица 3.8);

Qож - количество тепла, расходуемое на нагрев охлаждающей жидкости двигателя, ккал, (таблица 3.8);

Qп - потери тепла в окружающую среду, ккал, (таблица 3.9).

Произведем расчет для бульдозера ДЗ-171 при средней температуры окружающего воздуха в зимний период:

кВт.

Произведем расчет для средней температуры окружающей среды в самый холодный месяц- январь:

кВт.

Расчеты для остальных выбранных ДСМ и их модификаций представлены в таблице 3.10.

Таблица 3.10 - Потребное количество тепла, необходимое для разогрева силовой установки

ДСМ	Потребное количество тепла, необходимое для разогрева силовой установки для средней температуры окружающего воздуха в зимний период (средней температуре января), кВт
	Тип двигателя
Бульдозер ДЗ-171	Д-160	Д-180.111
	37 (39)	36 (38)
Автосамосвал КамАЗ 55111	КамАЗ 740.30	КамАЗ 740.11
	21 (22)	20 (21)

3.2 Методика расчета электрических нагревательных элементов для разогрева охлаждающей жидкости, моторных и трансмиссионных масел

Потребное количество тепла для разогрева охлаждающей жидкости, моторных и трансмиссионных масел, Q, ккал, определяется:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

, (3.15)

где V - объем разогреваемой охлаждающей жидкости, масла, м3;

p - удельный вес охлаждающей жидкости, масла, кг/м3;

С - средняя теплоемкость охлаждающей жидкости, масла, ккал/кгоС;

tн - начальная температура охлаждающей жидкости, масла, оС;

tк - конечная температура охлаждающей жидкости, масла, оС.

Количество тепла, необходимого для разогрева охлаждающей жидкости, масла с учетом потерь, Qпотр, ккал, определяется:

(3.16)

Из опытных данных коэффициент полезного действия, з, при теплопередаче может быть принят равным 0,75.

Мощность нагревательного элемента, W, кВт, определяется:

, (3.17)

где к - коэффициент перевода ккал в кВт (к = 860 ккал/кВт);

ф - время разогрева охлаждающей жидкости, масла, час.

Бульдозер ДЗ-171

Расчет выполним для принятых условий:

- объем разогреваемого трансмиссионного масла механической трансмиссии- 50 л (0,05м3);

- удельный вес трансмиссионного масла: 955 кг/м3;

- средняя теплоемкость трансмиссионного масла: 0,5 ккал/кг оС;

- конечная температура моторного масла: +5 оС.

При начальной температуре трансмиссионного масла -18°С:

ккал.

ккал.

кВт.

При начальной температуре трансмиссионного масла -22°С:

ккал.

ккал.

кВт.

Автосамосвал КамАЗ 55111

Расчет выполним для принятых условий:

- объем разогреваемой охлаждающей жидкости: 18 л (0,018 м3 );

- удельный вес охлаждающей жидкости:1080 кг/м3;

- средняя теплоемкость охлаждающей жидкости: 0,81 ккал/кг оС;

- конечная температура охлаждающей жидкости: +40 оС.

При начальной температуре трансмиссионного масла -18°С:

ккал.

ккал.

кВт.

При начальной температуре трансмиссионного масла -22°С:

ккал

ккал

кВт

3.3 Обоснование использования ПЖД, шланговых подогревателей охлаждающей жидкости, нагревательных элементов для ДСМ и автомобилей