г=	17.5	??	0.3	Т0=	248	К
nк	100	150	200	250	300	350	400
nс	1.12	1.1366667	1.1533333	1.17	1.1866667	1.2033333	1.22
		P=	0.1	МПа
??	15	?	?=	60	?	=	9.1252166
P, МПа	1.0708161	1.1110125	1.1527177	1.1959886	1.2408837	1.2874641	1.3357931
T, К	323.35595	335.49412	348.08793	361.15449	374.71155	388.7775	403.37147
??	10	?	?=	40	?	=	12.951916
P, МПа	1.5850998	1.6542286	1.7263722	1.801662	1.8802354	1.9622355	2.0478117
T, К	337.23432	351.94165	367.29039	383.30851	400.02521	417.47096	435.67754
??	7	?	?=	36	?	=	14.350607
P, МПа	1.7780224	1.8587389	1.9431198	2.0313312	2.1235472	2.2199494	2.3207281
T, К	341.4099	356.90882	373.11135	390.04941	407.75641	426.26725	445.61843
??	5	?	?=	20	?	=	16.196966
P, МПа	2.0361427	2.1328752	2.2342032	2.3403451	2.4515295	2.5679961	2.6899957
T, К	346.40466	362.86155	380.10027	398.15796	417.07353	436.88774	457.64328
??	0	?	?=	0	?	=	17.5
P, МПа	2.2204711	2.3289621	2.442754	2.5621056	2.6872887	2.8185882	2.9563029
T, К	349.63608	366.71911	384.63681	403.42996	423.14133	443.81579	465.50039
		P=	0.2	МПа
??	15	?	?=	60	?	=	9.1252166
P, МПа	2.1416321	2.2220249	2.3054355	2.3919772	2.4817674	2.5749283	2.6715862
T, К	646.71191	670.98824	696.17587	722.30899	749.42309	777.55501	806.74295
??	10	?	?=	40	?	=	12.951916
P, МПа	3.1701997	3.3084572	3.4527443	3.6033241	3.7604708	3.924471	4.0956235
T, К	674.46864	703.8833	734.58078	766.61703	800.05043	834.94191	871.35507
??	7	?	?=	36	?	E=	14.350607
P, МПа	3.5560448	3.7174779	3.8862395	4.0626624	4.2470943	4.4398989	4.6414561
T, К	682.81981	713.81765	746.22269	780.09883	815.51283	852.53451	891.23686
??	5	?	?=	20	?	=	16.196966
P, МПа	4.0722855	4.2657504	4.4684065	4.6806902	4.9030591	5.1359922	5.3799914
T, К	692.80931	725.7231	760.20054	796.31592	834.14707	873.77549	915.28656
??	0	?	?=	0	?	=	17.5
P, МПа	4.4409422	4.6579242	4.8855079	5.1242112	5.3745774	5.6371764	5.9126058
T, К	699.27217	733.43823	769.27363	806.85992	846.28267	887.63158	931.00079
		P=	0.3	МПа
??	15	?	?=	60	?	=	9.1252166
P, МПа	3.2124482	3.3330374	3.4581532	3.5879657	3.7226512	3.8623924	4.0073793
T, К	970.06786	1006.4824	1044.2638	1083.4635	1124.1346	1166.3325	1210.1144
??	10	?	?=	40	?	=	12.951916
P, МПа	4.7552995	4.9626858	5.1791165	5.4049861	5.6407062	5.8867065	6.1434352
T, К	1011.703	1055.8249	1101.8712	1149.9255	1200.0756	1252.4129	1307.0326
??	7	?	?=	36	?	=	14.350607
P, МПа	5.3340672	5.5762168	5.8293593	6.0939936	6.3706415	6.6598483	6.9621842
T, К	1024.2297	1070.7265	1119.334	1170.1482	1223.2692	1278.8018	1336.8553
??	5	?	?=	20	?	=	16.196966
P, МПа	6.1084282	6.3986257	6.7026097	7.0210353	7.3545886	7.7039883	8.0699871
T, К	1039.214	1088.5846	1140.3008	1194.4739	1251.2206	1310.6632	1372.9298
??	0	?	?=	0	?	=	17.5
P, МПа	6.6614133	6.9868864	7.3282619	7.6863168	8.0618661	8.4557646	8.8689087
T, К	1048.9083	1100.1573	1153.9104	1210.2899	1269.424	1331.4474	1396.5012

Рисунок 2.2.2 - Зависимость температуры конца сжатия от давления на впуске и числа оборотов коленчатого вала во время пуска двигателя.

Из таблиц 2.2.1 и 2.2.2 видно, что оптимальное давление впуска (наддува) 0,2 МПа. Объем воздуха с этим давлением можно найти из уравнения:

P₁·V₁=P₂·V₂

,

где: P₁=0,7 МПа; V₁=120 л, P₂=0,2 МПа.

л.

Расход воздуха при пуске рассчитывается по формуле:

,

где: V_ц - объем цилиндра; i - число цилиндров; n - число оборотов коленчатого вала при пуске; t_п - время пуска (по нормативам t_п=15 с=0,25 мин).

Скорость воздуха в сечениях подключения «наддува» к впускному коллектору во время пуска двигателя можно найти по следующим уравнениям:

S·v·t=V

где: V - объем воздуха проходящего через сечение трубопровода за весь цикл пуска;

v - скорость потока воздуха; t - время пуска; S - площадь поперечного сечения трубопровода.

где: d - диаметр трубопровода.

Результаты расчетов расходов воздуха в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и скоростей потока воздуха в зависимости от сечения трубопровода приведены в таблице 2.2.3 и рисунке 2.2.3.

Таблица 2.2.3 - расход воздуха при пуске двигателя ЯМЗ-534 в зависимости от числа оборотов коленчатого вала при пуске и скорости потока воздуха при различных диаметрах трубопровода

Vц=	1	л	i=	4	tп=	0.25	мин
n (об/мин)	100	150	200	250	300	350	400
V в(л)	50	75	100	125	150	175	200
V(м3)	0.05	0.075	0.1	0.125	0.15	0.175	0.2
	d=	0.005	м	tп=	15	с
v (м/с)	169.77	254.65	339.53	424.41	509.30	594.18	679.06
	d=	0.0075	м	tп=	15	с
v (м/с)	75.45	113.18	150.90	188.63	226.35	264.08	301.80
	d=	0.01	м	tп=	15	с
v (м/с)	42.44	63.66	84.88	106.10	127.32	148.54	169.77
	d=	0.02	м	tп=	15	с
v (м/с)	10.61	15.92	21.22	26.53	31.83	37.14	42.44
	d=	0.03	м	tп=	15	с
v (м/с)	4.72	7.07	9.43	11.79	14.15	16.50	18.86

Рисунок 2.2.3 - Расход воздуха при пуске и скорости потока воздуха при различных диаметрах трубопровода

Как следует из результатов расчетов, оптимальным является значение диаметра трубопровода 20 мм. При таком диаметре трубопровода его можно подключить к двигателю, используя отверстие для установки электрофакельной свечи.

Вывод: как видно из приведенных графиков, повышение давления на впуске ведет к повышению температуры конца сжатия, что благотворно сказывается на испарении и воспламенении топлива в цилиндрах. Из этих же графиков видно, что температура конца сжатия существенно зависит и от частоты вращения коленчатого вала во время пуска двигателя. При температуре окружающего воздуха -25⁰С некоторые сорта масел застывают, увеличивая момент сопротивления провертыванию коленчатого вала, что приводит к уменьшению частоты вращения его при пуске. Поэтому необходим подбор нужной марки моторного масла.

2.4 Определение влияния масел на пусковые качества двигателя ЯМЗ-534

2.4.1 Цель испытаний

Определить влияние масел с различными вязкостно-температурными характеристиками на частоту провертывания двигателя от электропусковой системы (ЭПС).

2.4.2 Объект испытаний

Двигатель ЯМЗ-2Э460 № 6 собранный и отрегулированный согласно ДПП -2Э460.10 и Т.Т. 5.133. - 99

Моторные масла:

- BP Vanellus C3 Extra SAE 15W-40

- BP Vanellus FE Extra SAE 10W-40

- BP Vanellus DI SAE 5W-40

- М-8-Г_2(к)

Стартер фирмы ISKRA AZJ 3542 № 1

Аккумуляторные батареи 6-СТ-88.

2.4.3 Условия и метод испытаний

Испытания проводили в камере холода экспериментального цеха ОАО «Автодизель».

Подготовку двигателя к испытаниям проводили в соответствии с программой - методикой 236М-1000410ПМ2.

При испытаниях использовали следующие эксплуатационные материалы:

- в системе смазки всесезонные и зимнее моторное масла:

- BP Vanellus C3 Extra SAE 15W-40;

- BP Vanellus FE Extra SAE 10W-40;

- BP Vanellus DI SAE 5W-40.

- М-8-Г_2(к).

- в системе питания - дизельное топливо з - 0,2 минус 35 по ГОСТ 305-82;

- в системе охлаждения - тосол А 40М.

Для контроля теплового состояния двигателя использовали хромель-копелевые термопары, работающие в комплекте с потенциометром КВП1-503. Термопары были установлены в масляном поддоне, в системе охлаждения, во впускном трубопроводе, в электролите аккумуляторных батарей.

Частоту провертывания и токи в цепи ЭПС для каждого варианта ЭПС определяли при температуре минус 10; 15; 20; 25; 30 °С.

Аккумуляторные батареи 26СТ-88 готовили на 75 % для каждой серии опытов.

В процессе испытаний фиксировали следующие параметры:

- частоту вращения коленчатого вала, мин^-1;

- ток стартера, А;

- напряжение на аккумуляторных батареях, В;

- температуру двигателя,°С;

2.4.4 Порядок испытаний

Подготовка двигателя.

Подготовка аккумуляторных батарей.

Определение частоты провертывания коленчатого вала и тока в цепи ЭПС от стартера фирмы ISKRA AZJ 3542, аккумуляторных батарей 6СТ-88.

Контрольные пуски.

2.4.5 Результаты испытаний

В таблице 5.1 приведены результаты прокруток двигателя ЯМЗ-2Э460 № 6 от ЭПС в составе аккумуляторные батареи 26 СТ-88 с 75 % степенью заряженности и стартер AZJ ISKRA 3542 № 1 на моторных маслах 5W-40, 10W-40, 15W-40, М-8-Г_2(к). По этим данным на рисунке 5.1 построены зависимости частоты провертывания и тока стартера от температуры. Из графика и таблицы видно, что наилучшими пусковыми качествами обладают загущенные масла с пологой вязкостно-температурной характеристикой. При этом преимущество по частоте провертывания и токовым нагрузкам возрастает по мере снижения температуры. Наиболее лучшим, по пусковым качествам является масло 5W-40, так при температуре минус 10 єС преимущество по частоте вращения перед маслом М-8-Г_2(к) составляет 29 мин^-1 по силе тока 40 А, при температуре минус 20 єС преимущество по частоте вращения составляет 63 мин^-1 по силе тока 91А. При более низкой температуре ЭПС не в состоянии прокручивать двигатель в системе смазки которого используется масло М-8-Г_2(к), на масле 5W-40 можно пустить двигатель с применением ЭФУ до минус 27 єС (минимальные пусковые обороты двигателя с применением ЭФУ приблизительно равны 60 мин^-1). Эксплуатационные свойства по пусковым качествам остальных масел находятся в интервале между маслами 5W-40 и М-8-Г_2(к).

Таблица 5.1 - Прокрутки двигателя ЯМЗ-2Э 460 № 6 от ЭПС в составе аккумуляторные батареи 2Ч6СТ-88 и стартер AZJ ISKRA 3542 при использовании в системе смазки различных масел

Моторное масло	Температура двигателя и аккумуляторных батарей, єС.	Частота провертывания коленчатого вала, мин-1	Ток стартера, А
5W-40	-10	181	245
	-15	163	285
	-20	123	339
	-25	74	400
	-30	26	490
10W-40	-10	167	260
	-15	138	311
	-20	106	361
	-25	56	431
	-30	10	512
15W-40 15W-40	-10	159	280
	-15	125	331
	-20	81	375
	-25	32	450
М-8-Г2(к)	-10	152	285
	-15	121	345
	-20	60	430

Рисунок 5.1 - Прокрутки двигателя ЯМЗ-2Э 460 № 6 от ЭПС в составе аккумуляторные батареи 2Ч6СТ-88 и стартер AZJ ISKRA 3542 при использовании в системе смазки различных масел

2.4.6 Выводы

Моторные масла с более пологой вязкостно-температурной характеристикой при низких температурах имеют значительное преимущество и обеспечивают предельную температуру пуска двигателя на 5-7 єС ниже по сравнению с зимним маслом класса вязкости -8. Кроме того во всем диапазоне температур частота провертывания на загущенных маслах выше а токовые нагрузки ниже. Наилучшим маслом по пусковым качествам из испытуемых является масло 5W-40.

2.5 Функциональная схема и принцип работы пускового наддув

2.5.1 Описание работы наддува

Для осуществления наддува с целью увеличения давления впускного воздуха, к впускному коллектору через отверстие для присоединения электрофакельной свечи, подсоединяется воздуховод, подводящий сжатый воздух под давление 0,2 МПа из тормозной системы автомобиля. Для предотвращения выхода воздуха через впускной тракт захлопывается аварийная воздушная заслонка, при этом питание двигателя воздухом осуществляется только из тормозной системы автомобиля.

Когда двигатель запустится, автоматика взведет аварийную заслонку, переведя двигатель на питание воздухом из окружающей среды, и перекроет воздух, поступающий из тормозной системы.

2.5.2 Пуск

При повороте ключа в положение II включается блок микропроцессорного управления работой двигателя. С помощью датчиков он измеряет температуру окружающей среды давление в ресивере тормозной системы. Если температура воздуха ниже нуля градусов Цельсия, а давление в ресивере составляет не менее 0,35 МПа (чего хватит на одну попытку), то микропроцессор начинает готовить двигатель к запуску:

Производит закрытие аварийной заслонки;

Открывает подачу воздуха во впускной коллектор;

Дает сигнал водителю об условиях пуска и о готовности к нему.

При повороте ключа в положение III блок микропроцессорного управления начинает запуск двигателя:

Начинается проворачивание коленчатого вала двигателя;

Осуществляется контроль числа оборотов коленчатого вала, контроль вспышек в цилиндрах.

При установившемся рабочем режиме двигателя блок микропроцессорного управления переводит двигатель на питание воздухом из атмосферы и отключает подачу воздуха из тормозной системы двигателя.

Данная система устраняет проблему, связанную с тем, что при пуске двигателя не работает турбокомпрессор. При этом давление на впуске существенно ниже давления на рабочих режимах работы двигателя, что при низких температурах затрудняет пуск двигателя.

2.6 Сравнение устройств облегчения пуска

Устройство	Достоинства	Недостатки
ЭФУ	Повышение температуры воздуха на впуске.	Затруднен контроль. Ненадежность работы. Наличие специфических конструкционных элементов.
ЛВЖ	Повышение воспламеняемости топливовоздушной смеси в цилиндре.	Увеличение номенклатуры расходных материалов. Наличие специфических конструкционных элементов.
Пусковой наддув	Нет затрат на расходные материалы (топливо или пусковые жидкости).	Некоторое повышение момента сопротивления прокручиванию из-за повышения давления в цилиндрах.
Пусковой наддув с декомпрессором	Устраняет проблему пускового наддува. Система облегчения пуска приобретает функцию системы запуска вообще, при одновременном снижении ее энергонасыщенности. Широкие возможности применения электроники.	Некоторое усложнение конструкции. Необходимость применения электронного управления.

Предложено использовать с целью повышения надежности пуска - пусковой наддув. Разработана схема реализации пускового наддува применительно к двигателю. Проанализированы основные параметры определяющие запуск в условиях пускового наддува без декомпрессора. Предложен качественно новый подход к проблеме запуска, охватывающий не только специфические условия зимнего пуска, и предполагающий снижение энергонасыщенности процесса пуска вообще, на основе сочетания пускового наддува с декомпрессором.

3. Технологический процесс механической обработки обода маховика

3.1 Назначение детали

Обод зубчатый маховика предназначен для передачи вращательного движения от стартера на маховик двигателя при пуске двигателя.

3.2 Оценка технологичности обода маховика

Обод зубчатый маховика массой 3.57 кг. Масса заготовки 4.32 кг, программа выпуска 100000 шт./год. Трудоемкость механической обработки аналоговой детали 0.86 чел.-ч, ее масса 5.92 кг, годовая программа выпуска 30000 шт./год, К_та=0.89, К_ша=0.95.

Расчет производится методом учета сложности конструкции изделия.

Результаты анализа конструкции сведен в таблицу 1.

Таблица 1.

Наименование	Количество поверхностей	Количество унифицированных поверхностей	Квалитет точности	Параметры шероховатости Ra, мкм
Внешняя часть обода зубчатого маховика	1	-	11	10
Боковые поверхности	2	2	13	10
Внутренняя часть зубчатого маховика	1	-	8	5
Фаска	2	-	11	20
Поверхности:
а) Зубья	93	93	9	5
б) фаска боковая	1	1	14	10
в) фаска	93	93	14	10

Средний квалитет точности:

А_ср=(5·n₅+6·n₆+ … +14·n₁₄)/=(8·1+9·93+11·3+13·2+14·94)/193=11.5

n_i - количество поверхностей соответствуюцего квалитета;

m_i - количество групп поверхностей равных квалитетов.

Средняя шероховатость:

Б_ср=(0,01·n₁+0,02·n₂+ … +80·n₁₄)/=(5·94+10·97+20·2)/193=7.7 мкм

К_ш, К_т - коэффициенты, показывающие изменение трудоемкости в зависимости от изменения требований, соответственно по шероховатости и точности размера.

К_ш=0.973; К_т=0.95 (сборник табл. 1.3)

Те же параметры аналога К_ша=0.95; К_та=0.89

Коэффициент сложности:

К_сл=К_ш·К_т;

К_сл=0.95·0.973=0.924

К_сл=0.89·0.95=0.845

Трудокмкость изделия:

Т_и=0.86·0.924/0.845=0.94

К_м=(3.57/5.92)^2/3=0.71

Т_и=0.94·0.71=0.68

По этому показателю деталь является технологичной.

Коэффициент использования материала:

К_им=m_д/m_з=3.57/4.32=0.826

Конструкция по этому показателю технологична.

3.3 Обоснование маршрута технологического процесса обработки обода маховика

Маховик изготавливается из стали 45 по ГОСТ 1050-88 С 0,42…0,47 %. Заготовкой служит поковка. Обод относится к деталям типа кольца. У таких деталей при обработке наружных поверхностей внутренние являются базовыми и наоборот. Поэтому принцип постоянства баз является неполным.

Технологический маршрут обработки обода маховика представлен в таблице 2.

Таблица 2 - Маршрутный технологический процесс обработки обода маховика

Номер операции	Наименование и краткое содержание операции	Технологическая база	Станок
	Токарная. Точить торец выдерживая размер (20-0,52) мм.	Второй торец, внутренняя поверхность.	Специальный токарный полуавтомат 1А73ЧН046
	Токарная. Точить наружную поверхность и фаску, выдерживая размеры (403,75-0,44) мм, (0,2…0,5) мм.	Торец, внутренняя поверхность.	Специальный токарный полуавтомат 1А73ЧН046
	Токарная. Точить торец и фаску, выдерживая размеры (18-0,33) мм, (20,8) мм.	Второй торец, наружная поверхнось.	Токарный полуавтомат 1А73ЧН047
	Токарная. Расточить отверстие и фаску, выдерживая размеры (353+0,12) мм, (20,8) мм.	Торец, наружная поверхнось.	Токарный полуавтомат 1А73ЧН047
	Зубофрезеровальная Фрезеровать зуб Z=93; m=4.25	Торец, внутренняя поверхнось.	Зубофрезерный 53А80
	Зубофрезеровальная Фрезеровать скос зуба, выдерживая размеры (2 max) мм; (00.4) мм; (0.9 max) мм; (5.4 max) мм.	Торец, внутренняя поверхнось.	Зубофрезерный 53А80Н
	Слесарная Притупить острые кромки, снять заусенцы.		Слесарный верстак
	Промывка. Промыть деталь и высушить воздухом. Подать детали на контроль.		Моечная машина
	Операционный контроль. Проверить (353-0,12) мм.		Стол контролера
	Маркирование. Маркировать товарный знак.
	Термическая. Закалка ТВЧ - поверхности зубьев, заправленные кромки, торцы зубьев со стороны заправки, твердость 48 HRC
	Термическая. Отпустить 40…50 HRC.
	Приемочный контроль		Стол контролера
	Укладывание. Уложить деталь в тару.

3.4 Расчет и определение припусков и допусков на механическую обработку

Отверстие диаметром 353^+0,11 мм и шероховатостью Ra - 5 мкм необходимо расточить в ободе маховика.

Размер 353^+0,11 мм соответствует 8-му квалитету точности по значению допуска [6, c. 104]. Восьмого квалитета точности можно добиться с помощью тонкого растачивания. Качество поверхности поковки - 14 квалитет, Rz=200 мкм

Таблица 3

Технологические переходы	Элементы припуска, мкм	2Zmin, мкм	Расчетный размер, мм	, мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения, мкм
	Rz	Т						dmin	dmax	Zmin	Zmax
Заготовка Растачивание: Черновое Чистовое Тонкое	400 50 25,2 12,8	250 50 25 10	943 57	- 40	- 3186 339 100	349,485 352,671 353,01 353,11	4300 890 230 57	345,185 351,781 352,78 353,053	349,485 352,671 353,01 353,11	3186 339 100	6596 999 273

Величина пространственных отклонений _з заготовки

, где

_экс=800 мкм - эксцентричность отверстия

_см=500 мкм - смещение отверстия в поковке

Тогда

После чернового растачивания

₁=к_уз=0,06943=57 мкм

к_у - коэффициент уточнения

Погрешность установки заготовки в приспособлениях _у определяем из [7 т. 1, с. 41] при черновом растачивании _у=40 мкм

Так как деталь симметрична, то расчетная формула минимального припуска

На тонкое растачивание

На чистовое растачивание

На черновое растачивание

Графу расчетный размер заполняем, начиная с конечного, т. е. 353,11 мм

Dp1=353,11-0,1=353,01 мм

Dp2=353,01-0,339=352,671 мм

Dp3=352,671-3,186=349,485 мм

D_max в данном случае равна Dp.

3.5 Расчет режимов резания и норм штучного времени

Расчет режима резания при черновом растачивании внутренней поверхности.

Исходные данные: d = 352,226 мм; L_рез = 18 мм.

Так как это черновая обработка, то глубину резания t назначаем 5 мм. Для растачивания используем резец из быстрорежущего сплава.

1. Длина рабочего хода суппорта: L_р.х. = L_рез + y + L_доп

L_р.х. =27+11+0=38 мм [5, с. 300].

2. Подача суппорта на оборот шпинделя: по [5, с. 25] S₀ = 0,4 мм/об.

3. Т - среднее значение стойкости инструмента, Т=47 мин [5, с. 26].

4. Скорость резания при растачивании по [5, с. 29], = _табл · К₁ ·К₂ · К₃

Коэффициенты _табл =30 м/мин, К₁=1,0, К₂=1,3, К₃=0,85 приняты по [5, с. 32], где

К₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К₂ - коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава;

К₃ - коэффициент, зависящий от вида обработки.

Тогда скорость резания = 30 · 1,0 ·1,15 · 1,0=34,5 м/мин.

5. Число оборотов шпиндельного станка: =31 об/мин.

6. Расчет основного машинного времени обработки:

t_м===3,06 мин.

7. Определение сил резания: Рz = Р_табл · К₁ · К₂ по [5, с. 35].

Р_табл=500 кг; К₁=0,9, К₂=1,0, где

К₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К₂ - коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла при точении сталей твердосплавным инструментом.

Рz = 500 · 0,9 · 1 = 450 кг;

8. Расчет мощности резания: =2,5 кВт.

9. Расчетная мощность станка:кВт

Где: =0,8 - КПД станка.

Мощность станка паспортная (N_{ст п}=11,2 кВт) больше мощности станка расчетной (N_{ст р}=3,125 кВт), следовательно токарный станок полуавтомат 1А73ЧН047 подходит для выполнения этой операции.

10. Определение основного времени резания при растачивании:

мин.

Расчет режима резания при черновом точении торца.

Исходные данные: d = 416,3 L_рез = 34,65 мм.

Так как это черновая обработка, то глубину резания t назначаем 2 мм. Для точения используем резец из быстрорежущего сплава.

1. Длина рабочего хода суппорта: L_р.х. = L_рез + y + L_доп

L_р.х. =34,65+3+0=37,65 мм [5, с. 300].

2. Подача суппорта на оборот шпинделя: по [5, с. 25] S₀ = 0,6 мм/об.

3. Т - среднее значение стойкости инструмента, Т=100 мин [5, с. 26].

4. Скорость резания при растачивании по [5, с. 29], = _табл · К₁ ·К₂ · К₃

Коэффициенты _табл =26 м/мин, К₁=1,0, К₂=1,0, К₃=1,05 приняты по [5, с. 32], где

К₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К₂ - коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава;

К₃ - коэффициент, зависящий от вида обработки.

Тогда скорость резания = 26 · 1,0 ·1,0 · 1,05=27,3 м/мин.

5. Число оборотов шпиндельного станка: =20,87 об/мин.

6. Расчет основного машинного времени обработки:

t_м===3,01 мин.

7. Определение сил резания: Рz = Р_табл · К₁ · К₂ по [5, с. 35].

Р_табл=270 кг; К₁=0,9, К₂=1,0, где

К₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К₂ - коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла при точении сталей твердосплавным инструментом.

Рz = 60 · 0,9 · 1 = 243 кг;

8. Расчет мощности резания: =1,08 кВт.

9. Расчетная мощность станка:кВт

Где: =0,8 - КПД станка.

Мощность станка паспортная (N_{ст п}=11,2 кВт) больше мощности станка расчетной (N_{ст р}=1,35 кВт), следовательно токарный станок полуавтомат 1А73ЧН047 подходит для выполнения этой операции.

10. Определение основного времени резания при растачивании:

мин.

Вывод

Таким образом, произведена оценка технологичности, разработан маршрут механической обработки обода маховика, подобрано оборудование, рассчитаны нормы основного времени резания.

4. Экономическая часть

4.1 Общая часть

4.1.1 Обоснование проектирования

Обоснование необходимости создания того или иного двигателя проводят в основном на стадии разработки типажа. При этом используют методы научного прогнозирования с учетом потребностей отдельных отраслей народного хозяйства в том или ином двигателе. После принятия решения о целесообразности создания двигателя, проводят научное исследование двигателя в области рабочего процесса, конструктивных цен, применяемых материалов и т. д. для обеспечения высоких технико-экономических показателей будущего двигателя и выполнения им действующих и перспективных норм по экологичности двигателя ЕЭК ООН.

В техническом задании на создание нового двигателя определяется:

· назначение двигателя

· его основные конструктивные размеры (диаметр и число цилиндра)

· материалы доступные для использования при создании этого класса двигателей

· существующие эксплуатационные материалы

· масштабы производства

· заданный моторесурс

· пусковые качества

· данные о действующих и перспективных нормах по экологичности двигателя ЕЭК ООН

· данные о достигнутых удельных показателях экономичности и мощности.

4.1.2 Содержание модернизации

Модернизация заключается в том, что на двигатель ЯМЗ-534 для обеспечения пуска двигателя при пониженных температурах вместо электрофакельного устройства устанавливается принципиально новая система для пускового наддува двигателя сжатым воздухом из тормозной системы автомобиля.

4.1.3 Общие положения экономической эффективности

1) Степень рациональности новой или модернизированной конструкции двигателя определяется ее новизной, техническим совершенством и экономической эффективностью.

Определение экономической эффективности на стадии конструирования двигателя необходимо для экономической оценки принимаемых технических решений, выбора наилучших параметров. При расчетах экономической эффективности необходимо исходить из народнохозяйственных интересов. Расчеты должны носить комплексный характер, в которых двигатель рассматривается и как объект производства, и как объект эксплуатации.

Среди показателей, характеризующих двигатель как объект производства, следует отметить: материалоемкость, трудоемкость, себестоимость, оптовая цена, капитальные вложения в производство.

Показателями, характеризующими двигатель в сфере эксплуатации, являются: мощность, производительность транспортных средств, на которые он устанавливается, затраты на эксплуатацию, необходимые капитальные вложения, связанные с приобретением.

2) Оценка экономической эффективности конструкции двигателя должна производится согласно «Методике определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений» и «Методических указаний по определению экономической эффективности новой техники, изобретений и рационализаторских предложений в автомобильной промышленности».

Согласно названных методик решение о целесообразности создания и внедрения новой или модернизированной конструкции двигателя принимается на основе экономического эффекта, определяемого на годовой объем производства новой конструкции.

4.2 Аналитическая часть

4.2.1 Выбор базы для сравнения

При экономическом обосновании новой конструкции определяется сравнительная народнохозяйственная эффективность по сравнению с действующей конструкцией. При этом величина экономического эффекта зависит от варианта, выбранного для сравнения.

Таким образом, выбор базы для сравнения имеет важное значение. Потребность в сопоставлении варианта двигателя возникает в нескольких случаях:

· производится модернизация;

· изменяются потребительские свойства по сравнению с действующим образцом;

· создается принципиально новая конструкция;

Различные варианты конструкции двигателя функционально однородные изделия, предназначенные для выполнения одинаковой работы, благодаря чему есть возможность сопоставлять их друг с другом как конструктивно подобные.

В качестве базы для сравнения является двигатель ЯМЗ-534, на основе которого производится модернизация.



Двигатель ЯМЗ-534	Двигатель проектируемый
Ne=118 кВТ i=4 ge=206 г./кВтч ЭФУ	Ne=118 кВт i=4 ge=206 г./кВтч пусковой наддув

Одновременно с этим мы учитываем, что проектируемый двигатель, как и базовый, устанавливается на те же модели транспортного средства.

4.2.2 Обоснование метода определения себестоимости

Основными технико-экономическими показателями, характеризующими двигатель в сфере производства, являются: оптовая цена, себестоимость и капитальные вложения.

Рассмотрим некоторые методы определения себестоимости и ее составляющих:

1) Метод структурной аналогии.

Для определения себестоимости этот метод используется в том случае, когда есть аналогичные изделия и известная структура себестоимости их изготовления.

Себестоимость проектируемого двигателя рассчитывается по формуле:

, где:

С_н - себестоимость проектируемого двигателя, руб.;

А_i - величина i-го элемента затрат для проектируемого двигателя (получена в результате расчета), руб.;

а_i - удельный вес i-го элемента затрат в себестоимости в%.

2) Расчет по удельным показателям.

Укрупненный расчет себестоимости изготовления может базироваться на статистических данных удельной себестоимости единицы веса или мощности.

С_п=С_уG_п, где:

С_п - примерная себестоимость изготовления проектируемого двигателя, руб.;

С_у - удельная себестоимость, руб./кг;

G_п - расчетный вес двигателя, кг;

3) Агрегатный метод.

Часто новая конструкция двигателя отличается от существующих несколькими узлами и деталями. В этом случае при прогнозировании себестоимости проектируемого двигателя можно воспользоваться агрегатным методом.

С_п=С_бС_изм, где

С_п - себестоимость изготовления проектируемого двигателя, руб.;

С_б - себестоимость базового двигателя, руб.;

С_изм - себестоимость агрегатов установленных (снятых) с двигателя, руб.;

4.3 Расчетная часть

4.3.1 Расчет себестоимости и цены двигателя

Для определения себестоимости двигателя воспользуемся агрегатным методом. Известно что цена базового двигателя ЯМЗ-534 Ц_б =120000 руб., тогда себестоимость базового двигателе С_{б дв.} = Ц_б/(1+Р)/(1+НДС)=118000/1,151,18=87000 руб. Цена покупаемой системы ЭФУ: комплект трубок с электромагнитным клапаном - 262.50 р.+ свеча ЭФУ - 150 р. = 412.50 руб., комплекта системы пускового наддува: шланг подвода воздуха - 120 р. + электропневмоклапан - 480 р. + штуцер - 50 р. =650 р.

Поэтому себестоимость базового двигателя без комплекта ЭФУ:

С _{б дв} =87000-412.50= 86587.50 руб.

Тогда себестоимость проектируемого двигателя: С _{пр. дв} =86587.50+650= 87237.50 руб.

Цена двигателя должна быть экономически обоснованной, т. е. определена применительно к уровню действующих цен с учетом экономических обоснованных затрат на производство и эффективность применения в народном хозяйстве.

Ц_дв.=С(1+Р)(1+НДС).

Цена проектированного двигателя:

Ц_{пр дв.}=87237.50(1+0,15)(1+0,18)= 118381,29 руб.

4.3.2 Расчет производительности транспортных средств

Годовая производительность пассажирского автобуса в человеко-километрах рассчитывается на основе данных взятых по «Маршрутным такси» города Ярославля:

W=L_годq

Где: L_год - годовой пробег, км;

q - полная вместимость автобуса, чел.;

- коэффициент использования вместимости;

- коэффициент использования пробега;

Годовой пробег определяется:

L_год =Д_гн Т_нэ

Где: Д_г = 365 - дней в году.

_н=0,75

Т_н=12 ч в наряде

_э=30 км/ч - эксплуатационная скорость.

Таким образом:

q = 40 чел.;

= 0,75;

=0,65;

L_год =3650,751230=98550 км

W=98550400,750,65= 1921725 чел.км/год

4.3.3 Расчет эксплуатационных расходов

Затраты на топливо

Затраты на топливо, руб./км рассчитываются исходя из норм расхода по формуле:

Зт=0,01a_тс_т.

Где: a_т - расход топлива, л/100 км.

с_т - стоимость топлива согласно прейскуранту оптовых цен, руб./л.

a_т=(К_з+К-1)а₀

Где: К_з=1,042 - коэффициент, учитывающий надбавку в расходе топлива на зимний период

К=1 - коэффициент, учитывающий надбавку или снижение расхода топлива в зависимости от вида перевозок.

а_0.б.=17 л/100 км - линейная норма расхода топлива с учетом затрат на ЭФУ.

а_0.пр.=16.5 л/100 км - линейная норма расхода топлива с учетом экономии топлива при пуске.

Получаем:

a_{т б}=(1,042+1-1)17=17.714 л/100 км

a_{т пр}=(1,042+1-1)16.5=17.193 л/100 км

Зтб=0,0117,7149=1,59 руб./км.

Зтб_пр=0,0117,1939=1,55 руб./км

Затраты на смазочные материалы

Затраты на смазочные материалы определяются по формуле:

Зсм=

где - соответственно норма расхода масла для двигателя, трансмиссионного масла (л/100 л топлива) и консистентной смазки (кг/100 л топлива);

N_д.б. =0,2 л/100 л топлива

N_д.пр. =0,2 л/100 л топлива

N_т.б. = 0,8 л/100 л топлива

N_т.пр. =0,8 л/100 л топлива

N_с.б. =0,6 кг/100 л топлива

N_с.пр. = 0,6 кг/100 л топлива

Ц_д = 13,25 руб./кг

Ц_т = 17,5 руб./кг

Ц_с = 50 руб./кг

По формуле:

Зсм.б. = руб./км

Зсм.пр.= руб./км

4.3.4 Амортизационные отчисления

Амортизационные отчисления на капитальный ремонт:

За = 10^-3 Ца Nа

где Ца - цена автомобиля, руб.;

Nа - норма амортизационных отчислений на капитальный ремонт, % на тыс. км.

Ца.б. =738000 р.

Ца.пр. =738520 р.

Nа=0.2 %

По формуле:

За.б.= 10^-3 738000 0.002=1,476 руб./км

За.пр.= 10^-3 738520 0.002=1,477 руб./км

4.3.5 Расчет годовой экономии текущих расходов в расчете на один новый двигатель

Годовая экономия эксплуатационных затрат у потребителя в расчете на новый двигатель рассчитывается по формуле:

Рэ=(S_б-Sпр)W

где S_б, Sпр - себестоимость перевозки пассажира на 1 км для базового и проектируемого двигателя;

где З - сумма затрат в эксплуатации, руб./км.

З_б =1,59+0,083+1,476=3,15 руб./км

Зпр=1,55+0,080+1,477=3,11 руб./км

по формуле:

S_б=

Sпр=

Рэ =(0,162-0,159) 1921725= 5765,18 руб.

4.4 Расчет экологического ущерба

4.4.1 Особенности оценки экономической эффективности затрат на охрану окружающей среды

В основе расчетов лежат основные положения и единые принципы экономической эффективности капитальных вложений. Выбор наилучшего варианта средозащитного мероприятия должен исходить из следующих соображений:

отбираются варианты, удовлетворяющие социальным стандартам, экологическим требованиям. При этом рассматриваются варианты наиболее прогрессивные, технико-экономические показатели, которых превосходят или соответствуют лучшим мировым стандартам;

по каждому варианту определяются затраты, результаты и экономический эффект с учетом динамики;

лучшим признается вариант, у которого величина экономического эффекта максимальна или затраты на достижение адекватного результата - минимальны.

Экономический эффект рассчитывается за расчетный период;

Зт - стоимостная оценка затрат на осуществление мероприятия за расчетный период.

Затраты на реализацию мероприятий за расчетный период включают затраты при производстве и при использовании продукции:

.

Величина социально-экономического ущерба от загрязнения атмосферы выбросами автомобильного транспорта определяется по формуле:

Уа = fМ,

где - константа, равная 2,4 руб./усл. т, - показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха([3], с. 10), f - безразмерная величина, равная для автотранспортных средств 10, М - приведенная масса годового выброса загрязнений автотранспортными средствами:

где n - общее число вредных примесей, А - показатель относительной агрессивности примеси -го вида, усл. т/т; m - масса годового выброса примесей -го вида в атмосферу, т/год.

Масса выброса вредной примеси i-го вида в атмосферу автотранспортными средствами конкретной марки определяется по формуле:

За год автомобилем

m_iгод = к_i Тн 10^-3 Дк,

где к_i - массы выбросов в час, г/час; ([3].с. 12); Тн - время в наряде, ч; Дк - количество календарных дней в году.

Стоимостная оценка результатов осуществления мероприятия за расчетный период определяется по формуле:



где n₁, n₂ - годовые эксплуатационные издержки автотранспортного предприятия при эксплуатации автомобиля с использованием соответственно базового и предлагаемого двигателя, руб. Кр - норма реновации основных фондов при использовании продукции, определяемой с учетом фактора времени; Ен - норматив приведения разновременных затрат и результатов, равный нормативу эффективности капитальных вложений (Ен=0,1).

Срок службы автомобильного транспорта:

,

где Lпр - пробег до капитального ремонта; Ккр - коэффициент, учитывающий пробег после капитального ремонта; Кпр - коэффициент, учитывающий работу с прицепом; Lг - годовой пробег автомобиля.

Затраты на реализацию мероприятий за расчетный период:

,

где Nв - годовой объем производства двигателей, шт.; С = Спр - Сб, - изменение себестоимости двигателя.

На данной стадии расчетов мы не имеем данных по К и Книр, поэтому приравниваем их к нулю.

4.5 Экономический эффект

Экономический эффект от уменьшения загрязнений окружающей среды отработавшими газами автомобилей определяется:

.

Массы выбросов вредных примесей определяем по формуле:

По СО

m_б=28012365=1,226400 т/год

m_пр=28012365=1,226400 т/год

По СН

m_б=8412365=0,367920 т/год

m_пр=8412365=0,367920 т/год

По NO

m_б=70012365=3,066000 т/год

m_пр=70012365=3,066000 т/год

По саже

m_б=1412365=0,061320 т/год

m_пр=1412365=0,061320 т/год

Результаты расчета значений, приведенной массы годового выброса загрязнений, приведены в таблице 1.

Таблица 1. Расчет приведенной массы годового выброса загрязнений

Загрязняющие вещества	Масса годового выброса, т/год	Значение, А	Приведенная масса годового выброса М=Аm, усл. т./год
	Базовый	Проектный		Базовый	Проектный
СО	1,226400	1,226400	1,0	1.226400	1.226400
СН	0,367920	0,367920	1,5	0.55188	0.55188
NO	3,066000	3,066000	42,1	129.0786	129.0786
Сажа	0,061320	0,061320	200	12.264	12.264
Итог	143.12088	143.12088

Определяем величину экономического ущерба от загрязнения атмосферы выбросами отработавших газов:

Уа _б =2.4*8*10*143.12088=27479.21 руб.

Уа _пр =2.4*8*10*143.12088=27479.21 руб.

Уа _пр-Уа _б= 27479.21-27479.21= 0 руб./год

- величина экономического ущерба за год от загрязнения окружающей среды.

По формуле:

лет

откуда Кр = 1/t_сл = 1/5,48=0,182

Тогда по формуле:

руб.

Таблица 2. Технико-экономические показатели

Наименование показателей	Базовый вариант	Проектируемый вариант	Отношения к базовому варианту
Тип двигателя	Дизель	Дизель	-
Мощность, кВт	118	118	0
Удельный расход топлива, г/кВтч	206	206	0
Себестоимость двигателя, руб./шт.	87000	87237,5	237.5
Удельная себестоимость руб./кВт	737,29	739,3	2,01
Оптовая цена двигателя, руб.	118000	118381,29	381,29
Тип автомобиля	Автобус	Автобус	-
Производительность автомобиля, чел. км/год	1921725	1921725	0
Затраты на топливо, руб./км	1.59	1.55	-0.04
Затраты на смазочные материалы, руб./км	0.083	0.080	-0.003
Амортизация, руб./км	1,476	1,477	0.001
Экономический эффект, руб./год	19601,7

Заключение

Модернизация заключается в том, что на двигатель ЯМЗ-534 для обеспечения пуска двигателя при пониженных температурах вместо электрофакельного устройства устанавливается принципиально новая система для пускового наддува двигателя сжатым воздухом из тормозной системы автомобиля. Расчет показал, что себестоимость проектного двигателя выше чем базового. Экономический эффект от модернизации получился за счет уменьшения расхода на горюче-смазочные материалы при пуске двигателя в холодное время (что и было целью модернизации двигателя).

Список литературы

1. Ю.П. Чижков, С.М. Квайт, Н.Н. Сметнев. Электростартерный пуск автотракторных двигателей. М.: Машиностроение, 1985. 160 с.

2. С.М. Квайт, Я.А. Менделевич, Ю.П. Чижков. Пусковые качества и системы пуска автротракторных двигателей. М. Машиностроение. 1990. 258 с.

3. Исследование возможностей улучшения организации смесеобразования и рабочего процесса на пусковых режимах двигателей ЯМЗ: Отчет по НИР / Ярославский политехнический институт. - Ярославль, 1974. - 187 с.

4. Автомобили КамАз: Техническое обслуживание и ремонт/ В.Н. Барун, Р.А. Азаматов, В.А. Трынов и др. - М.: Транспорт, 1984. 251 с.

5. Желтяков В.Т., Хрящев Ю.Е., Погорелов С.А. Технологические методы обеспечения современных показателей качества ДВС: Учебное пособие / ЯГТУ - Ярославль, 1997 - 104 с.

6. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Метод. указания/ Сост. Ю.Е. Хрящев. ЯПИ - Ярославль, 1991 - 48 с.

7. Режимы резания металлов: Справочник/ Под ред. Ю.Б. Барановского - 3-е изд., перераб. и доп. - М., 1972 - 408 с.

8. Сборник задач по технологии двигателестроения: Учебное пособие / ЯПИ - Ярославль, 1994 - 104 с.

9. Справочник технолога - машиностроителя./ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова: В 2 т. - 4-е изд., перераб. и доп. - М: Машиностоение, 1985.

10. Методические указания к курсовой работе по экономике и организации машиностроительного предприятия для специальности «Двигатели внутреннего сгорания», ч. 1 [Сост.: Т.Я. Гольдина]. - Ярославль, ЯПИ, 1980, 35 с.

11. Методические указания к курсовой работе по экономике и организации машиностроительного предприятия для специальности «Двигатели внутреннего сгорания», ч. 2 [Сост.: Т.Я. Гольдина]. - Ярославль, ЯПИ, 1980, 35 с.

12. Экономическая эффективность затрат на охрану окружающей среды: Методические указания для студентов специальности «Эксплуатация автомобильного транспорта», «Двигатели внутреннего сгорания» [Сост.: Т.Я. Гольдина]. - Ярославль, ЯГТУ, 1994, 28 с.

13. В.А. Красавин. Охрана труда и защита окружающей среды в дипломных проектах: Методические указания для студентов специальности «Двигатели внутреннего сгорания»/ Ярославский политехнический институт - Ярославль, 1990. - 14 с.

14. Безопасность производственных процессов: Справочник/ С.В. Белов, В.Н. Бринза, Б.С. Векшин и др. - М: Машиностроение, 1985. - 448 с.

Размещено на Allbest.ru