Проект реконструкции транспортного цеха Юбилейное ЛПУ МГ ПАО "Газпром трансгаз Ухта" с детальной разработкой участка ремонта топливной аппаратуры

На автомобиле Камаз-5410 установлен топливный насос высокого давления с V-образным расположением секций, который изображен на рисунке 3.2. Насос комплектуются механическим всережимным регулятором с прямым и обратным корректором, механическим двухрежимным регулятором с прямым и обратным корректором. Двигатель с таким ТНВД обеспечивает норму токсичности (EURO-0) [11].

Рисунок 3.2 - ТНВД КАМАЗ-5410:

1 - корпус; 2, 32 - ролики толкателей; 3, 31 - оси роликов; 4 -втулка ролика; 5 - пята толкателя; 6 - сухарь; 7 - тарелка пружины толкателя; 8 - пружина толкателя: 9,34,43,45, 51 - шайбы; 10 - втулка поворотная; 11 - плунжер; 12, 13, 46, 55 - кольца уплотнительные; 14 - штифт установочный; 15 - рейка; 16 - втулка плунжера; 17 - корпус секции; 18 - прокладка нагнетательного клапана; 19 -клапан нагнетательный; 20 - штуцер; 21 - фланец корпуса секции; 22 - насос ручной топливоподкачивающий; 23 - пробка пружины; 24, 48 - прокладки; 25 -корпус насоса низкого давления; 26 - насос топливоподкачивающий низкого давления; 27 - втулка штока; 28 - пружина толкателя; 29 - толкатель; 30 - винт стопорный; 33, 52 - гайки; 35 - эксцентрик привода насоса низкого давления; 36, 50 - шпонки; 37 - фланец ведущей шестерни регулятора; 38 - сухарь ведущей шестерни регулятора; 39 - шестерня ведущая регулятора; 40 - втулка упорная; 41, 49 - крышки подшипника; 42 - подшипник; 44 - вал кулачковый; 47 - манжета с пружиной в сборе; 53 - муфта опережения впрыскивания топлива; 54 - пробка рейки; 56 - клапан перепускной; 57 - втулка рейки; 58 - ось рычага реек; 59 - прокладки регулировочные.

3.2 Ремонт ТНВД производят в следующем порядке

Разборку ТНВД необходимо проводить в следующем порядке[13]:

- вывернуть винты крепления задней крышки регулятора частоты вращения и снять крышку в сборе с насосом низкого давления;

- снять автоматическую муфту опережения впрыска топлива;

- распломбировать и вывернуть винты крепления защитных кожухов секций ТНВД и снять кожуха;

- распломбировать и вывернуть болты крепления верхней крышки регулятора и снять крышку;

- вынуть ось рычага регулятора и снять рычаг регулятора с рычагом муфты грузов, муфтой, пружиной регулятора и рычагом пружины[19];

- снять стопорное кольцо и державку грузов в сборе;

- вывернуть пробки реек, вынуть втулки реек, затем сами рейки, предварительно расстопорив их;

- отвернуть гайки крепления секций ТНВД, снять стопорные шайбы штуцеров секций и вынуть секции ТНВД и толкатели плунжеров;

- снять эксцентрик привода насоса низкого давления, ведущую шестерню регулятора и промежуточную шестерню;

- выбить шпонки с носка и хвостовика кулачкового вала, снять крышку заднего подшипника, вынуть кулачковый вал в сборе с подшипниками и снять крышку переднего подшипника;

- снять подшипники с кулачкового вала.

Детали плунжерной пары изготавливают из стали 25Х5МА.

Такой дефект, как заедание плунжера во втулке, является выбраковочным признаком; заедание отсутствует, если плунжер будет свободно опускаться в разных положениях по углу поворота во втулке при установке пары под углом 45 градусов; износ рабочих поверхностей плунжерной пары, как и следы коррозии на торцовой поверхности втулки, что ведет к потере герметичности, устраняют перекомплектовкой; для этого сам плунжер и его втулку притирают и доводят до шероховатости 0,1 мкм при допустимой овальности 0,2 мкм и конусности 0,4 мкм; затем плунжеры разбивают на размерные группы (интервал 4 мкм) и подбирают по соответствующим втулкам; далее плунжер и втулку притирают, промывают в бензине и больше не обезличивают[14].

3.3 Используемые эксплуатационные материалы

Уплотнительная паста УН-25 предназначена для смазки прокладки крышки привода ТНВД.

Дизельное топливо по ГОСТ 305-82 с вязкостью 3-6сСт для регулировки ТНВД.

3.4 Расчет норм времени

При нормировании трудозатрат по ТО и ТР руководствуются в основном Положением о ТО и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта и Типовыми нормами времени на ремонт автомобилей в условиях ПТБ, значительная вариация трудозатрат на выполнение одних и тех же работ при различном техническом состоянии автобуса.

Техническая норма времени на операцию рассчитывается по формуле:

t_шт = t_осн + t_всп + t_доп, чел• мин, (3.1)

где t_шт - штучное время на операцию;

t_осн - основное время, в течение которого выполняется заданная работа (регламентируется Положением);

t_всп = (3-5%) t_осн - вспомогательное время на производство подготовительных воздействий на изделие;

t_доп = t_обс+ t_отд - дополнительное время, состоящее из:

t_обс = (3-4%) t_осн - время на обслуживание оборудования и рабочего места;

t_отд = (4-6%) t_осн - время на отдых и личные нужды.

В соответствии с расчетом основное время на ремонт ТНВД Камаз 5410 равно Т_осн =9,5чел•ч.

Оплата труда ремонтных рабочих производится по штучно-калькуляционному времени:

t_штк = t_шт + t_n-з чел•мин, (3.2)

где t_п-з = (2-3%) Т_см - подготовительно - заключительное время на получение задания, ознакомление с технической документацией, получение и сдачу инструмента, сдачу работы и т.п. (Т_см = 12 ч - продолжительность смены);

Результаты расчетов приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Трудоемкость ремонта ТНВД Камаз 5410

Технологический процесс представлен в маршрутных и операционных картах. На технологический процесс по ГОСТ 3.1104 - 81 оформляются карты эскизов, приведенные на листе формата А-1 в графической части работы[28].

4. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Перспективы использования биотоплива

Среди проблем общественного масштаба, определяющих судьбу цивилизации, важнейшее место занимают проблемы экологии и энергопотребления. Сокращение запасов нефти, стремление государств-импортеров топливных ресурсов к энергобезопасности указывает на необходимость пристального внимания к ресурсосбережению и находиться в поиске новых видов топлив, не забывая при этом о возможном воздействии на окружающую среду[17]

Сегодня около 50 стран мира на законодательном уровне закрепили производство топлива биологического типа. Такими источниками энергии из сельскохозяйственного сырья пользуются такие страны как: США, Япония, Китай, страны Европы и многие другие.

Схема получения биодизельного топлива показана на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Схема получения биодизельного топлива

К очевидным преимуществам биодизельного топлива относят[18]:

- биодизельное топливо обладает отличными смазочными свойствами;

- разлитое топливо быстро разлагается микроорганизмами;

- простоту, дешевизну и скорость производства биодизельного топлива;

- отсутствие резкого запаха и снижение уровеня токсичности.

Биодизельное топливо имеет также определенные недостатки:

- агрессивное воздействие на резиновые детали двигателя;

- повышенную склонность к парафинизации в мороз;

-вредное воздействие биодизельного топлива на ЛКП автомобиля;

-мощность дизеля на биодизельном топливе падает, расход возрастает;

- биодизельное топливо способно разрушать лакокрасочное покрытие кузова машины при попадании на него.

4.2 Характеристики биодизельного топлива

Экологическое топливо для дизельных агрегатов имеет жёлтый цвет, плохо смешивается с водой. Его пары имеют низкую упругость, а температура кипения достаточно высокая. Кроме этого, можно выделить следующие преимущества биодизельного топлива:

- любой дизельный двигатель может работать на этом топливе;

- условия хранения и транспортировки готового продукта не предусматривают особых требований;

- возможность использования чистого дизеля или в соотношении с нефтяным продуктом, например, 1 к 4;

- в процессе производства и использования биодизельного топлива вредные выбросы сокращаются в среднем на 80%, а диоксид серы не выделяется вообще;

- в состав биодизельного топлива входит всего 11% кислорода и полностью отсутствует сера;

- загорается биодизель при температуре 150 градусов (для воспламенения нефтяного продукта достаточно 55).

4.3 Использование биодизельного топлива в странах ЕС и России

Увеличение производства топлива из возобновляемых источников способно решить целый комплекс экономических и экологических проблем, “оздоровить” и вывести сельское хозяйство на принципиально новый уровень развития, а также уменьшить зависимость от стран, крупных поставщиков энергоресурсов.

Как известно, 80% всех производств нефти идет на нужды транспорта, а большая доля моторного топлива - на нужды автомобильного транспорта. Автомобильный парк планеты с каждым годом увеличивается ,следовательно, будет увеличиваться и потребность в моторном топливе.

Интерес к биотопливам в Западной Европе возник в начале 90-х годов прошлого столетия, страны Южной Америки и США адаптировали значительную часть своей транспортной системы к спиртовым топливам еще раньше. В странах ЕС уже на протяжении нескольких лет работает система принудительной добавки этанола к бензину (5-10% ) и добавки к дизельному топливу эфиров жирных метиловых кислот (5% ).

В России производство и использование биотоплива сопровождается большой политической поддержкой и законодательным сопровождением

В мировой практике появились основные технологии производства биотоплив, одна из них -переэтерификация животных жиров и растительных масел обеспечивает производство топлива для дизелей. В ЕС и США метиловые эфиры жирных кислот (РАМЕ), рапсового масла (АМЕ) и соевого масла (ОМЕ) используются в качестве альтернативных дизельных топлив. какчистом виде, так и в качестве 5-35% добавок к традиционному дизельному т Производство биодизельных топлив в станах ЕС постоянно растет, только за п период с 2006 по 2008 год оно увеличилось на 5 % . К 2012 году использование биотоплив ожидалось на уровне 5, 75% от общего потребления топлив, ожидания 2020 года - 8% . Для сравнения, в России рост развития биоэнергетики в соответствии с энергетической стратегией развития России должен обеспечить увеличение биологической составляющей в балансе топлив с 1,3 млн. т в 2007 г. до 9,2 млн. т в 2030 г. Самыми крупными по производству биодизельного топлива считаются страны: Австрия, Франция и Германия.

4.4 Испытание дизельного двигателя на растительном биотопливе

4.4.1 Описание лабораторного стенда

Стенд “Автоматизированное исследование внешних характеристик дизельного одноцилиндрового двигателя”, использованный для проведения научно-исследовательской работы, представляет из себя установленный на общей раме дизельный одноцилиндровый двигатель воздушного охлаждения с гидравлическим нагрузочным устройством и системой контроля характеристик и управления стендом. Вся снимаемая с стенда информация выводится на компьютер в специализированную программу.

Состав комплекса:

1. Двигатель дизельный одноцилиндровый воздушного охлаждения с топливным баком и навесным оборудованием.

2. Панель управления стендом.

3. Нагрузочное устройство гидравлического типа.

4. Мобильная рама.

5. Датчик разряжения во впускном трубопроводе.

6. Датчик давления отработавших газов в выпускном трубопроводе.

7. Датчик температуры смазочного масла.

8. Датчик температуры отработавших газов.

9. Датчик температуры свежего заряда.

10. Датчик массового расхода воздуха во впускной системе.

11. Бесконтактный измеритель температуры деталей двигателя.

12. Устройство для измерения расхода топлива.

13. Датчик частоты вращения коленчатого вала.

14. Тензометрический комплекс для измерения крутящего момента двигателя.

15. Датчик температуры масла нагрузочного устройства.

16. Датчик давления масла нагрузочного устройства.

17. Газоанализатор.

18. Мобильная ПЭВМ со специальным программным обеспечением.

Технические характеристики:

Питание от сети переменного тока.

Напряжение 220±22 В.

Потребляемая мощность, не более 1200 Вт.

В составе стенда используется двигатель KM170 FA технические характеристики которого представлены в таблице 4.1 .

Таблица 4.1 - Технические характеристики двигателя KM170 FA

Измерения рабочих параметров двигателя производятся встроенным оборудованием испытательного стенда согласно ГОСТ 14846-81 Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний (с Изменениями N 1-4), измерение удельного расхода топлива проводилось с выработкой контрольной дозы топлива в 20 г и применением электронных весов МК-А11 с погрешностью измерений в диапазоне до 3 кг - 1 г., класс точности средний (III) по ГОСТ OIML R 76-1-201.

Испытания проводились в лаборатории двигателей ВоГУ совместно с представителями Вологодской государственной молочнохозяйственной академией имени Н.В.Верещагина, под руководством доцента и кандидата технических наук Зефирова Игоря Владимировича. Испытания проводились на двух видах топлива: растительном масле и дизельном топливе. Данная работа была сделана с целью того, чтобы понять как себя поведет обычный неподготовленный дизельный двигатель на растительном масле, снять показания крутящего момента, мощности, параметров отработавших газов и сделать их сравнение на двух видах топлива: дизельном и растительном масле, при нагрузке и в режиме холостого хода.

Характеристика дизельного топлива марки ДТ-З-К5 представлена в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Характеристика дизельного топлива

Характеристика растительного масла показана в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Характеристика растительного масла

4.4.2 Результаты показаний крутящего момента и мощности

В ходе опыта были сняты показания крутящего момента и мощности при определенных оборотах и построены графики .

Результаты испытаний на дизельном топливе представлены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Крутящий момент и мощность на дизельном топливе

График результатов показан на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 - Частичная скоростная характеристика на дизельном топливе

Результаты испытаний на растительном масле представлены в таблице

4.5.

Таблица 4.5 - Крутящий момент и мощность на растительном масле

График результатов изображен на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3 - Частичная скоростная характеристика на растительном масле

По данным полученным в результате проведенного опыта было сделано сравнение крутящего момента и мощности на дизельном топливе и растительном масле.

График сравнения крутящего момента показан на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 - Сравнение крутящего момента

На графике, показанном на рисунке 4.4, мы видим, что мощность на растительном масле выше чем на дизельном топливе только на низких и высоких оборотах. На средних оборотах мощность почти равная.

График сравнения мощности на растительном масле изображен на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 - Сравнение мощности

На графике, представленном на рисунке 4.5, мы видим, что мощность на дизельном топливе ниже чем на растительном масле на низких и высоких оборотах. На средних оборотах показания равны.

4.4.3 Параметры отработавших газов на дизельном топливе и растительном масле

В ходе исследовательской работы были сняты параметры и построены графики отработавших газов на дизельном топливе и растительном масле. Результаты испытания на дизельном топливе представлены в таблице 4.6.

Таблица 4.6 - Параметры отработавших газов на дизельном топливе

График параметров отработавших газов на дизельном топливе изображен на рисунке 4.6.

Рисунок 4.6 - Параметры отработавших газов на дизельном топливе

Результаты испытания на растительном масле показаны в таблице 4.7.

Таблица 4.6 - Результаты испытания на растительном масле

График параметров отработавших газов на растительном масле представлен на рисунке 4.7.

Рисунок 4.7 - Параметры отработавших газов на растительном масле

По данным полученным в результате испытания было сделано сравнение параметров отработавших газов на дизельном топливе и растительном масле в режиме холостого хода и при нагрузке.

Результаты сравнения параметров отработавших газов в режиме холостого хода представлены на рисунке 4.8.

Рисунок 4.8 - Сравнение параметров отработавших газов в режиме холостого хода

Сравнение параметров отработавших газов при нагрузке изображены на рисунке 4.9.

Рисунок 4.9 - Сравнение параметров отработавших газов при нагрузке

По данным сравнения параметров отработавших газов дизельного топлива и растительного масла на холостом ходу можно сделать вывод, что углеводород в составе отработавших газов на растительном масле меньше, чем на дизельном топливе. Остальные показатели равны.

При нагрузке содержание углеводорода в отработавших газах на растительном масле увеличилось почти в 2 раза, что мы можем наблюдать на рисунке 4.9.

4.4.4 Итоговые выводы проведения испытаний

В ходе испытаний мы провели сравнение крутящего момента на дизельном топливе и растительном масле. Крутящий момент и мощность на растительном масле выше, чем на дизельном топливе только на низких и высоких оборотах, на средних они приблизительно равны. По результатам сравнения отработавших газов на определенных оборотах можно сделать вывод, что на холостом ходу содержание оксидов азота при работе на растительном масле меньше, чем дизельном топливе, что нельзя сказать о результатах при нагрузке.

В связи с истощением природных ресурсов и подорожанием топлива с каждым днем, можно сделать вывод, что использование альтернативных видов топлива в качестве растительного масла вполне возможно, но только в тёплых регионах страны.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

5.1 Оценка инвестиций на реконструкцию предприятия