Проектирование автотранспортного предприятия на 120 грузовых автомобилей

t = 1*R+ 2*a,

t = 0.5772487*463.399+0.4227513*188.73 =347,2823, тыс. км.

Среднеквадратичное отклонение вычисляется по формуле:

D1--=--s2--;--D2--=--sR2;

DS--=--12--D1--+--12D2 ;

= 12*R2+ 22*2,

где 1, 2 - весовые коэффициенты, определяемые по формулам:

1=2/(R2+2) ;

2=R2 / (R2+2);

2= 53.985982 / (46.22+53.985982) =0,5772487;

1= 46.22 / (46.22 +53.985982) =0,4227513.

D1 = 46.22 =2134,44 ; D2 = 53.985982 =2914,486

DS = 0.57724872 *2914.486 +0.42275132 *2134.44=1352,618.

= 0.57724872 *53.985982 + 0.4227512* 46.22 = 36.772.

Рассчитываем значения для теоретической кривой распределения плотности вероятности нормального закона с параметрами полученными по комбинированному прогнозу и по полученным данным построим кривую на рис. 3.4.

Таблица 3.8

Рассчитанные значения для теоретической кривой плотности распределения вероятностей

t(т.км))	84	120	156	192	228	264	300	336	372	408	444	480	516	552
f(t)	0.00	0.00	0.00	0.00001	0.00056	0.00083	0.00475	0.01084	0.00865	0.00276	0.00034	0.00017	0.00	0.00

3.4 Определение доверительных границ изменения структурного параметра технического состояния цилиндропоршневой группы и наработки до первого ресурсного диагностирования

Детали ЦПГ функционально сопряжены между собой, поэтому в качестве структурного параметра выбираются интегральные показатели. Рассматриваются три основных параметра: зазор в замке верхнего компрессионного кольца, зазор в сопряжениях кольцо-канавка поршня и зазор между гильзой и юбкой поршня.

Однако лимитирует надежность ЦПГ, как правило, износ верхнего компрессионного кольца по радиальной толщине. Глубина диагностирования определяется уровнем, при котором оценивается значение параметра технического состояния предопределяющего ремонт узла. Для деталей ЦПГ, с учетом изложенного, в качестве структурного параметра может быть выбрана площадь зазора в замке верхнего компрессионного кольца (F2-i).

Рисунок 3.4. Графики плотностей распределения вероятностей

В качестве модели, адекватно отражающей изменение структурного параметра одноименных деталей, используется степенная функция:

F2-i = F2-0+it ,

где F2-0 - среднее значение начальной площади в замке компрессионного кольца, мкм²;

i - средняя скорость изменения F2-i , мкм²/ тыс.км;

t - наработка, тыс.км;

- показатель степени функции изменения параметра.

Для определения доверительных границ используется зависимость среднего квадратического отклонения структурного параметра F2-i от наработки:

F2-i2 = F2-i2+i2 t2,

где F2-i, i - среднее квадратическое отклонение F2-0 и i.

Расчет проводится по следующим этапам:

1. Определяется значение:

i = (F2-п - F2-0)/R ,

где F2-п - предельное значение структурного параметра, мкм²;

i = ((42.6-9.5)*10000)/ 463.3991.4= 61.304305.

На основании метода линеаризации после преобразования уравнений оценивается i:

i = [2((i(2+2)//(F2-п-F2-0)2/))R2-(i2/(F2-п-F2-0)2)F2-02]1/2.

i = (1,42* ((61,3043,43 /3310001,43) *53,985982- (61,3042 /3310002)*51752)0,5 =(1.96*((1352342.7 / 78226492)*2914.486 -(3758.1804 / 109561000000)*26780625))0.5 = 9.846.

Находятся доверительные границы изменения параметра, с использованием в качестве F2-0, F2-0 , i , I их оценок:

F2-iBH = (F2-0 tF2-0)+( i f ti)t,

где F2-iB, F2-iH - текущие значения верхнего и нижнего доверительных пределов структурного параметра, мкм²;

t - статистика Стьюдента для =0,95;

R2(t1,t2) =0,8 - нормированная корреляционная функция, деталей ЦПГ;

f = 1-R2(t1,t2) - коэффициент перемешивания реализаций.

Таблица 3.9

Рассчитанные значения границ изменения параметров

l (i)	84	120	156	192	228	264	300	336	372	408	444	480	516	552	588	624
FB, 104	13.97	11.4	18.74	21.52	24.51	27.7	31.07	34.61	38.3	42.13	46.11	50.21	54.44	58.79	63.26	67.83
FH ,104	11.09	12.77	14.67	16.76	19.01	21.41	23.94	26.6	29.37	32.25	35.24	38.33	41.51	44.78	48.13	51.57

На основании расчетов, для 5-6 значений структурного параметра в диапазоне от t F2-0 до F2-п изображаются на рис. 3.5, кривые нижней и верхней границ в таблице 3.9.

4. Определяются минимальное Rв и максимальное Rн значения ресурса деталей. Для этого в уравнение для их нахождения подставляются F2-iB= F2-п, тогда:

Rвн = {[ F2-п -(F2-о t F2-o)] / (i f ti)}1/,

Rв = ((42.6*104-(9.5*104+1.96*5175))/ (61.3+0.45*1.96*9.846))1/1.4= 412.31 , мкм²,

Rн = ((42.6*104-(9.5*104-1.96*5175))/ (61.3+0.45*1.96*9.846))1/1.4= 430.76 , мкм².

Рисунок 3.5 . Графики верхней и нижней границ изменения параметра

5. Оценивается наработка до первого ресурсного диагностирования:

tg1 = Rв - Lтo,

где Lтo - периодичность TO-2, устанавливается с учетом марки и условий эксплуатации автомобиля,

tg1 = 430 -12 = 418, т. км.

3.5 Прогнозирование остаточного ресурса детали ЦПГ автомобильного двигателя на основе результатов диагностирования

Прогнозная оценка остаточного ресурса осуществляется на основе математической модели изменения параметра в функции наработки.

Значение структурного параметра при tgi определяется на основе результатов диагностирования ЦПГ.

Определение структурного параметра на основе результатов диагностирования

В качестве средства ресурсного диагностирования ЦПГ может быть использован пневмотестер модели К-272 [19].

Принципиальная схема измерения площади в замке верхнего компрессионного кольца по величине падения сжатого воздуха, подаваемого в цилиндр, представлена на рис. 3.6.

Значение структурного параметра рассчитывается нa основании следующей зависимости:

F2-1 = K(2p / ([1-(p2 / pi2]pi))1/2,

где К=(1/2)*F1/3,13;

К - коэффициент, учитывающий соотношение коэффициентов сопротивления истечения через входное сопло 1 и зазор кольца 2, а также площадь входного сопла (К=0,542*106 мкм²);



Рисунок 3.6. Принципиальная схема диагностирования ЦПГ пневмотестером модели К-272:

1 - фильтр; 2, 3 - блок питания; 4 - входное сопло; 5 - измерительный блок; 6 - манометр.

р2 - атмосферное давление;

р = ро - pi,

p - величина падения давления сжатого воздуха, подаваемого в цилиндр, Па;

рo - рабочее давление (рo = 0,26*106 Па);

pi - измерительное давление, полученное в результате диагностирования, Па.

Далее рассчитываются значение F2-1, соответствующее величине pi, из условия задания, и несколько произвольно выбранных значений в диапазоне от начальной до предельной площади в замке. На основании полученных значений строится зависимость F2-i = f(pi).

Таблица 3.10

Рассчитанные значения F2-1, при изменении давления.

pi	0.25*106	0.2*106	0.21*106	0.215*106	0.22*106
F2-1	27,7*104	48,6*104	42,6*104	39,7*104	37,69*104



Рисунок 3.7. Зависимость изменения зазора кольца от изменения давления

3.6 Прогнозирование остаточного ресурса детали двигателя по степенной модели на основе результатов диагностирования

Возможны два варианта прогнозирования остаточного ресурса по степенной модели: аппроксимация статистических данных и использование модели с заданными показателями степени для рассматриваемого сопряжения. В дипломном проекте примем второй вариант.

Рассчитываются скорости изменения верхней (дв) и нижней (дн) границ структурного параметра:

дв = [(F2-1+ ftF2-0) - (F2-0 - tF2-0)] / tg1

дн = [(F2-1- ftF2-0) - (F2-0 + tF2-0)] / tg1

где t - статистика Стьюдента для =0,95;

F2-0 - начальное значение площади в замке компрессионного кольца, мкм2*104;

tg1 - наработка до первого ресурсного диагностирования;

F2-1 - среднее квадратическое отклонение погрешности диагностирования, мкм²;

F2-0 - среднее квадратическое отклонение начальной площади в замке кольца, мкм²;

- показатель степени.

дв = 66,75; дн = 38,98

По результатам диагностирования определим границы изменения структурного параметра:

F2-iвд= (F2-0 - tF2-0) +в*t,

F2-iнд= (F2-0 + tF2-0)+ н*t,

где

F2-0 - начальное значение площади в замке компрессионного кольца, мкм²*104;

t - статистика Стьюдента для =0,95;

F2-0 - среднее квадратическое отклонение начальной площади в замке кольца, мкм²;

t - середины интервалов, тыс.км;

в, н - соответственно верняя и нижняя границы скорости изменеия структурного параметра.

Полученные результаты сведем в таблицу 3.11.

Таблица 3.11

Рассчитанные значения границ изменения структурного параметра

l(т.км)	48	84	120	156	192	228	264	300	336	372	408	444	480	516	552
F B	9.9	12.4	14	16.3	18.9	21.8	24.8	28	21.5	35.5	39.5	42.9
F H	9.5	10.8	12.3	14	15.8	17.8	20	22	25	27.3	30.3	33	36.6	39	43

На основании полученных результатов строятся кривые верхней и нижней границ изменения структурного параметра, определенные по результатам диагностирования.

Рисунок 3.8. Графики кривых верхней и нижней границ изменения структурного параметра

Оценивается ресурс ЦПГ по верхней (Rдв) и нижней (Rдн) границам реализаций:

Rдв = [( F2-п - (F2-0 - tF2-0)) /в ]1/ , {34}

Rдн = [( F2-п - (F2-0 + tF2-0)) /н ]1/ , {35}

RдB = 473,4 ; RдH = 550,57

Находятся границы остаточного ресурса ЦПГ:

RостВ = RдВ - tg1;

RостН = RдН - tg1

RостВ = 473.4 - 418 =55,4; RостВ = 550.57- 418=132,57.

RостH - RостВ = 132.57-55.4=77,17.

Анализируются результаты расчетов RостВН с позиции принятия решения о периодичности и объеме ремонтных воздействий, исходя из следующих условий:



Значит проводится повторное диагностирование при пробеге равном:

tg2 = 55.4 - 13 = 42,4 тыс.км.

4. Охрана труда

4.1 Функции по охране труда и ответственность руководителя, специалистов и других работников АТП

Руководитель предприятия обязан обеспечить:

· безопасную эксплуатацию производственных зданий, сооружений, оборудования, безопасность технологических процессов, а также эффективную эксплуатацию средств коллективной и индивидуальной защиты;

· режим труда и отдыха работников, установленный законодательством;

· работников необходимым количеством санитарно-бытовых помещений и оборудования, контролировать их работу и использование по назначению в соответствии с действующим законодательством и действующими инструкциями;

· на каждом рабочем месте условия труда в соответствии с требованиями КЗоТ, других нормативных правовых актов и инструкций;

· разработку и выполнение мероприятий по охране труда;

· проведение предварительных при поступлении на работу и периодических медицинских осмотров в соответствии с действующим нормативным правовым актом;

· проведение сертификации рабочих мест и производственных объектов по охране труда;

· разработку, утверждение и переутверждение инструкций по охране труда, а также обеспечение ими всех работников;

· обучение, проведение своевременных инструктажей и проверку знаний работниками норм и инструкций по охране труда;

· работников качественной специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты в соответствии с действующим законодательством, своевременную их стирку (химическую чистку) и ремонт, а также смывающими и обезвреживающими средствами;

· возмещение вреда, причиненного здоровью работникам вследствие неблагоприятных и опасных условий труда, в соответствии с действующим нормативным правовым актом;

· информирование работников о состоянии условий и охраны труда на рабочем месте, о существующем риске повреждения здоровья и полагающихся работникам средствах индивидуальной защиты, компенсациях и льготах;

· распределение функций по охране труда между специалистами;

· своевременное расследование несчастных случаев на производстве, происшедших с работниками предприятия;

· беспрепятственный допуск представителей органов государственного надзора и контроля, а также общественного контроля для проведения проверок, расследования несчастных случаев и профессиональных заболеваний на предприятии;

· необходимые меры по обеспечению сохранения жизни и здоровья работников при возникновении аварийных ситуаций, в том числе меры по организации первой помощи пострадавшим;

· обязательное социальное страхование работников от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний;

· выполнение предписаний органов контроля и предоставление им информации о состоянии условий труда на предприятии и несчастных случаях, происшедших на предприятии.

Специалисты предприятия обязаны: выполнять функции по охране труда, возложенные на них руководителем предприятия.

Все работники предприятия обязаны:

· соблюдать нормы, правила и инструкции по охране труда;

· правильно применять коллективные и индивидуальные средства защиты;

· немедленно сообщать своему непосредственному руководителю о любом несчастном случае, свидетелем которого он был, а также признаках профессионального заболевания и возникшей ситуации, которая может угрожать жизни и здоровью людей;

· оказать пострадавшему первую помощь и помочь доставить его в медпункт или ближайшее медицинское учреждение.

4.2 Требования охраны труда при ТО и ремонте автомобилей

Техническое обслуживание и ремонт автомобилей производится на специально отведенных местах (постах), оснащенных необходимыми устройствами, приборами и приспособлениями, инвентарем [20].

Автомобили, направляемые на посты технического обслуживания и ремонта, должны быть вымыты, очищены от грязи и снега. Постановка автомобилей на посты технического обслуживания и ремонта осуществляется под руководством ответственного лица (мастера, начальника участка).

После постановки автомобиля на пост необходимо затормозить его стояночным тормозом, выключить зажигание (перекрыть подачу топлива в автомобиле с дизельным двигателем), установить рычаг переключения передач (контроллера) в нейтральное положение, под колеса подложить не менее двух специальных упоров (башмаков). На рулевое колесо должна быть повешена табличка с надписью "Двигатель не пускать - работают люди!". На автомобилях, имеющих дублирующее устройство для пуска двигателя, аналогичная табличка должна вывешиваться и у этого устройства.

При обслуживании автомобиля на подъемнике (гидравлическом, электромеханическом) на пульте управления подъемником должна быть вывешена табличка с надписью "Не трогать - под автомобилем работают люди!".

В рабочем (поднятом) положении плунжер гидравлического подъемника должен надежно фиксироваться упором (штангой), гарантирующим невозможность самопроизвольного опускания подъемника.

В помещениях технического обслуживания с поточным движением автомобилей обязательно устройство сигнализации (световой, звуковой или др.), своевременно предупреждающей работающих на линии обслуживания (в осмотровых канавах, на эстакадах и т.д.) о моменте начала перемещения автомобиля с поста на пост [21].

Включение конвейера для перемещения автомобилей с поста на пост разрешается только после включения сигнала (звукового, светового) диспетчером или специально выделенным лицом. Посты должны быть оборудованы устройствами для аварийной остановки конвейера.

Пуск двигателя автомобиля на постах технического обслуживания или ремонта разрешается осуществлять только водителю-перегонщику, бригадиру слесарей или слесарю, назначенному приказом и прошедшему инструктаж.

Перед проведением работ, связанных с проворачиванием коленчатого и карданного валов, необходимо дополнительно проверить выключение зажигания (перекрытие подачи топлива для дизельных автомобилей), нейтральное положение рычага переключения передач (контроллера), освободить рычаг стояночного тормоза.

После выполнения необходимых работ автомобиль следует затормозить стояночным тормозом.

Работники, производящие обслуживание и ремонт автомобилей, должны обеспечиваться соответствующими исправными инструментами и приспособлениями.

При необходимости выполнения работ под автомобилем, находящимся вне осмотровой канавы, подъемника, эстакады, работники должны обеспечиваться лежаками.

При вывешивании части автомобиля, прицепа, полуприцепа подъемными механизмами (домкратами, талями и т.п.), кроме стационарных, необходимо вначале подставить под неподнимаемые колеса специальные упоры (башмаки), затем вывесить автомобиль, подставить под вывешенную часть козелки и опустить на них автомобиль.

Запрещается:

· работать лежа на полу (земле) без лежака;

· выполнять какие-либо работы на автомобиле (прицепе, полуприцепе), вывешенном только на одних подъемных механизмах (домкратах, талях и т.п.), кроме стационарных;

· подкладывать под вывешенный автомобиль (прицеп, полуприцеп) вместо козелков диски колес, кирпичи и другие случайные предметы;

· снимать и ставить рессоры на автомобилях (прицепах, полуприцепах) всех конструкций и типов без предварительной их разгрузки от массы кузова путем вывешивания кузова с установкой козелков под него или раму автомобиля;

· проводить техническое обслуживание и ремонт автомобиля при работающем двигателе, за исключением отдельных видов работ, технология проведения которых требует пуска двигателя;

· поднимать (вывешивать) автомобиль за буксирные приспособления (крюки) путем захвата за них тросами, цепью или крюком подъемного механизма;

· поднимать (даже кратковременно) грузы массой более, чем это указано на табличке данного подъемного механизма;

· снимать, устанавливать и транспортировать агрегаты при зачаливании их тросом или канатами;

· поднимать груз при косом натяжении троса или цепей;

· работать на неисправном оборудовании, а также с неисправными инструментами и приспособлениями;

· оставлять инструмент и детали на краях осмотровой канавы;

· работать под поднятым кузовом автомобиля-самосвала, самосвального прицепа без специального дополнительного упора;

· использовать случайные подставки и подкладки вместо специального дополнительного упора;

· работать с поврежденными или неправильно установленными упорами;

· пускать двигатель и перемещать автомобиль при поднятом кузове;

· производить ремонтные работы под поднятым кузовом автомобиля-самосвала, самосвального прицепа без предварительного его освобождения от груза;

· проворачивать карданный вал при помощи лома или монтажной лопатки;

· сдувать пыль, опилки, стружку, мелкие обрезки сжатым воздухом.

Ремонт, замена подъемного механизма кузова автомобиля-самосвала, самосвального прицепа или долива в него масла должны производиться после установки под поднятый кузов специального дополнительного упора, исключающего возможность падения или самопроизвольного опускания кузова.

При ремонте и обслуживании автобусов и грузовых автомобилей рабочие должны быть обеспечены подмостями или лестницами-стремянками. Применять приставные лестницы не разрешается.

Подмости должны быть устойчивыми и иметь поручни и лестницу. Металлические опоры подмостей должны быть надежно связаны между собой.

Доски настила подмостей должны быть уложены без зазоров и надежно закреплены. Концы досок должны находиться на опорах. Толщина досок подмостей должна быть не менее 40 мм.

Переносные деревянные лестницы-стремянки должны иметь врезные ступеньки шириной не менее 150 мм.

Лестница-стремянка должна быть такой длины, чтобы рабочий мог работать со ступеньки, отстоящей от верхнего конца лестницы не менее чем на один метр. Нижние концы лестницы должны иметь наконечники, препятствующие ее скольжению.

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

При работе на поворотном стенде (опрокидывателе) необходимо предварительно надежно укреплять автомобиль на нем, слить топливо из топливных баков и жидкость из системы охлаждения и других систем, плотно закрыть маслозаливную горловину двигателя и снять аккумуляторную батарею.

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

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

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

Автомобили-цистерны для перевозки легковоспламеняющихся, взрывоопасных, токсичных и т.п. грузов, а также резервуары для их хранения перед ремонтом необходимо полностью очистить от остатков вышеуказанных продуктов.

Работник, производящий очистку или ремонт внутри цистерны или резервуара из-под этилированного бензина, легковоспламеняющихся и ядовитых жидкостей, должен быть обеспечен спецодеждой, шланговым противогазом, спасательным поясом с веревкой; вне резервуара должен находиться специально проинструктированный помощник.

Шланг противогаза должен быть выведен наружу через люк (лаз) и закреплен с наветренной стороны.

К поясу рабочего внутри резервуара прикрепляется прочная веревка, свободный конец которой должен быть выведен через люк (лаз) наружу и надежно закреплен. Помощник, находящийся наверху, должен наблюдать за работающим, держать за веревку, страхуя работающего в резервуаре.

Ремонтировать топливные баки, заправочные колонки, резервуары, насосы, коммуникации и тару из-под горючих жидкостей можно только после полного удаления их остатков и обезвреживания в соответствии с п. 2.1.9.14 настоящих Правил.

Работы по техническому обслуживанию и ремонту холодильных установок на автомобилях-рефрижераторах должны выполняться специалистами в соответствии с инструкциями завода-изготовителя.

Для перегона автомобилей на посты диагностики, технического обслуживания и ремонта, включая проверку тормозов, должен быть выделен специальный водитель (перегонщик) или другое лицо, назначаемое приказом по В зоне технического обслуживания и ремонта автомобилей запрещается:

протирать автомобиль и мыть агрегаты легковоспламеняющимися жидкостями (бензином, растворителями и т.п.);

хранить легковоспламеняющиеся жидкости и горючие материалы, кислоты, краски, карбид кальция и т.д. в количествах больше сменной потребности;

заправлять автомобили топливом;

хранить чистые обтирочные материалы вместе с использованными;

загромождать проходы между стеллажами и выходы из помещений материалами, оборудованием, тарой, снятыми агрегатами и т.п.;

хранить отработанное масло, порожнюю тару из-под топлива и смазочных материалов.

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

Использованные обтирочные материалы (промасленные концы, ветошь и т.п.) должны немедленно убираться в металлические ящики с плотными крышками, а по окончании рабочего дня удаляться из производственных помещений в специально отведенные места [22].

Настоящие Правила должны соблюдаться и при техническом обслуживании или ремонте, проводимом вне предприятия.

5. Промышленная экология

Вследствие загрязнения среды обитания вредными веществами отработавших газов двигателей внутреннего сгорания зоной экологического бедствия для населения становятся целые регионы, в особенности крупные города. Проблема дальнейшего снижения вредных выбросов двигателей все более обостряется ввиду непрерывного увеличения парка эксплуатируемых автотранспортных средств, уплотнения автотранспортных потоков, нестабильности показателей самих мероприятий по снижению вредных веществ в процессе эксплуатации.

В денежном исчислении величина ежегодного экологического ущерба (загрязнение атмосферы, шум, воздействие на климат) от функционирования автотранспортного комплекса по ряду стран СНГ достигает 2-3% валового национального продукта при общих экологических потерях 10% и затратах на природоохранные мероприятия не более 1% [23].

Основная доля ущерба от автотранспорта (78%) связана с загрязнением атмосферного воздуха выбросами вредных веществ (что во многом объясняется низким качеством отечественных топлив в сравнении с европейскими стандартами), 16% ущерба приходится на последствия шумового воздействия транспорта на население.

Продукты переработки автомобильного топлива становятся причиной смерти европейцев в пять раз чаще, чем дорожно-транспортные происшествия. Как сообщает "ЭХО-ДВ" со ссылкой на "Новые известия", такие данные привели на днях медики испанского исследовательского центра "Риск". Они подсчитали, что ежегодно от заболеваний, связанных с выхлопными газами, в Европе умирают 225 тыс. человек. В России подобной статистики не ведется. Но экологи и медики сходятся во мнении: у нас жертв выхлопных газов как минимум в 2 раза больше [24].

5.1 Загрязнение атмосферного воздуха выхлопами газа автомобильного транспорта

Принцип работы автомобильных двигателей основан на превращении химической энергии жидких и газообразных топлив нефтяного происхождения в тепловую, а затем - в механическую энергию. Жидкие топлива в основном состоят из углеводородов, газообразные, наряду с углеводородами, содержат негорючие газы, такие как азот и углекислый газ. При сгорании топлива в цилиндрах двигателей образуются нетоксичные (водяной пар, углекислый газ) и токсичные вещества. Последние являются продуктами сгорания или побочных реакций, протекающих при высоких температурах. К ним относятся окись углерода СО, углеводороды CmHn, окислы азота (NO и NO2) обычно обозначаемые NOX. Кроме перечисленных веществ вредное воздействие на организм человека оказывают выделяемые при работе двигателей соединения свинца, канцерогенные вещества, сажа и альдегиды. В таблице 5.1 приведено содержание основных токсичных веществ в отработавших газах бензиновых двигателей [25].

Таблица 5.1

Содержание основных токсичных веществ в отработавших газах бензиновых двигателей

Токсичные вещества	Содержание
Окись углерода %	до 10,0
Углеводороды, %	до 3,0
Окислы азота %	до 0,5
Альдегиды %	0,03
Сажа г/м3	до 0,04
Бенз(а)пирен мкг / м	до 20
Двуокись серы %	0,008

Основным токсичным компонентом отработавших газов, выделяющихся при работе бензиновых двигателей, является окись углерода. Она образуется при неполном окислении углерода топлива из-за недостатка кислорода во всем объеме цилиндра двигателя или в отдельных его частях.

Основным источником токсичных веществ, выделяющихся при работе дизелей, являются отработавшие газы. Картерные газы дизеля содержат значительно меньшее количество углеводородов по сравнению с бензиновым двигателем в связи с тем, что в дизеле сжимается чистый воздух, а прорвавшиеся в процессе расширения газы содержат небольшое количество углеводородных соединений, являющихся источником загрязнений атмосферы.

Примерное содержание токсичных компонентов в отработавших газах дизеля приведено в таблице 5.2.

Таблица 5.2

Содержание токсичных компонентов в отработавших газах дизеля

Токсичные вещества	Содержание
Окись углерода %	0,2
Углеводороды, %	0,01
Окислы азота %	0,25
Альдегиды %	0,002
Сажа г/м3	0,01 - 1,1
Бенз(а)пирен мкг / м	до 10
Двуокись серы %	0,03

Загрязнение воздуха автомобильным транспортом происходит в результате сжигания топлива. Химический состав выбросов зависит от вида и качества топлива, технологии производства, способа сжигания в двигателе и его технического состояния.

Наиболее неблагоприятными режимами работы являются малые скорости и "холостой ход" двигателя, когда в атмосферу выбрасываются загрязняющие вещества в количествах, значительно превышающих выброс на нагрузочных режимах. Техническое состояние двигателя непосредственно влияет на экологические показатели выбросов. Отработавшие газы бензинового двигателя с неправильно отрегулированными зажиганием и карбюратором содержат оксид углерода в количестве, превышающем норму в 2-3 раза.

5.2 Специфика влияния автомобильного транспорта на окружающую среду

Специфика источников загрязнения (автомобилей) проявляется:

- в высоких темпах роста численности автомобилей;

- в их пространственной рассредоточенности (автомобили распределяются по территории и создают общий повышенный фон загрязнения);

- в непосредственной близости к жилым районам (автомобили заполняют все местные проезды и дворы жилой застройки);

- в более высокой токсичности выбросов автотранспорта;

- в сложности технической реализации средств защиты от загрязнений на подвижных источниках;

- в низком расположении источника загрязнения от земной поверхности, в результате чего отработавшие газы автомобилей скапливаются в зоне дыхания людей (приземном слое) и слабее рассеиваются естественным образом (даже при ветре) по сравнению с промышленными выбросами, которые, как правило, осуществляются через дымовые и вентиляционные трубы значительной высоты.

Перечисленные особенности подвижных источников приводят к тому, что автотранспорт создает в городах обширные зоны с устойчивым превышением санитарно-гигиенических нормативов загрязнения воздуха.

Высокий процент автомобилей с карбюраторными двигателями, наряду с широким применением этилированного бензина на большей части территории России, обусловили загрязнение атмосферы соединениями свинца. Основным загрязнителем здесь является грузовой транспорт: на его долю приходится 54% общей массы выброса свинца.

Загрязнение атмосферы подвижными источниками автотранспорта происходит в большей степени отработавшими газами через выпускную систему двигателя автомобиля, а также, в меньшей степени, картерными газами через систему вентиляции картера двигателя и углеводородными испарениями бензина из системы питания двигателя (бака, карбюратора, фильтров, трубопроводов) при заправке и в процессе эксплуатации.

Отработавшие газы автомобилей с карбюраторными двигателями в числе наиболее токсичных компонентов содержат оксид углерода, оксиды азота и углеводороды, а газы дизелей - оксиды азота, углеводороды, сажу и сернистые соединения. Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т. кислорода, выбрасывая при этом с отработавшими газами примерно 800 кг угарного газа, 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеводородов. Снижению токсичности и нейтрализации отработавших газов уделяется основное внимание, и в этом направлении ведется постоянный поиск эффективных технических решений.

Картерные газы вносят свою долю в загрязнение атмосферного воздуха. Их количество в двигателе возрастает с увеличением износа. Кроме того, оно зависит от условий движения и режимов работы двигателя. На холостом ходу система вентиляции картерных газов, которой снабжены практически все современные двигатели, работает менее эффективно, что ухудшает экологические показатели автомобилей.

Испарения бензина имеют место при работе двигателя и в нерабочем состоянии. Внутренняя полость бензобака автомобиля всегда сообщается с атмосферой для поддержания давления внутри бака на уровне атмосферного по мере выработки бензина, что является необходимым условием нормальной работы всей системы питания двигателя, но в то же время создает условия для испарения легких фракций бензина и загрязнения ими воздуха.

5.3 Меры борьбы с влиянием выхлопных газов

Первоначальная задача выхлопной системы - снижение уровня шума при выходе отработавших газов в атмосферу, обеспечение лучшего наполнения камер сгорания топливовоздушной смесью, отвод выхлопных газов за пределы кузова автомобиля и снижение температуры выхлопных газов, достигающих при выходе из цилиндров двигателя около 900С^o.

Последнее время забившие тревогу экологи стали вводить ограничения на количество выбрасываемых вредных веществ в продуктах сгорания топлива, и к имеющимся задачам выхлопной системы добавилась еще одна - очистка выхлопных газов. Последние требования и превратили простой узел автомобиля в достаточно сложное устройство, за которым необходимо следить и брать во внимание во время эксплуатации автомобиля.

Основными составляющими выхлопной системы на сегодняшний день являются: коллектор, каталитический нейтрализатор (катализатор), лямбда-зонд (кислородный датчик), глушитель и соединительные трубы. Коллектор служит для вывода отработавших газов из цилиндров двигателя и объединения их в один поток. После открытия выпускного клапана, в коллекторе образуется зона пониженного давления, перемещающаяся по трубе до тех пор, пока она не ударится о препятствие, которым служит место соединения труб, и отражается в обратном направлении, в сторону следующего цилиндра. За счет длин труб достигается момент, когда зона пониженного давления оказывается у следующего выпускного клапана в момент его открытия. Такое разряжение позволяет лучшим образом наполнять цилиндр новой топливовоздушной смесью.

Сразу за коллектором располагается каталитический нейтрализатор, в задачи которого входит снижение количества выбрасываемых в атмосферу вредных веществ, образующихся в процессе сгорания топлива, которыми являются окись углерода (CO), углеводороды (CH), образованные в результате неполного сгорания топлива, оксиды азота (NO) и несгоревшие частицы сажи (в дизельных двигателях).

Катализатор представляет собой металлическую конструкцию (нержавеющая сталь) с сотовыми керамическими пластинками внутри, поверхность которых покрыта сплавом, содержащим платину, родий и палладий. Собственно эти металлы и увеличивают стоимость выхлопной системы.

Отработавшие газы из выпускного коллектора поступают в катализатор, в котором, соприкасаясь с поверхностью сот, окись углерода превращается в углекислый газ, углеводороды в воду и углекислый газ, окись азота в воду и азот. Работает катализатор при температуре выхлопных газов от 200С^o до 800С^o. Если температура будет ниже, то процессов окисления не будет, если выше, то оплавится катализаторная решетка, что приводит его в негодность. Также выводят из строя катализатор изношенные двигатели. В таких случаях масло, попадающее и несгорающее в цилиндрах, оседает на керамических поверхностях катализатора. Изношенные или несоответствующие данному двигателю свечи зажигания, которые не обеспечивают полное сгорание топлива, тоже сокращают его продолжительность службы. Кроме того, керамика - хрупкий материал и повреждение катализатора может привести к его разрушению, а повредить его не так уж и сложно, учитывая, что элементы выхлопной системы расположены под днищем автомобиля. Резкое изменение температуры в меньшую сторону (попадание в лужу) также может его погубить.

Именно за счет катализатора производителям двигателей удается соблюдать требуемые экологические нормы. Наличие этого элемента является сегодня обязательным почти во всех странах мира.

Для правильной работы катализатора необходимо чтобы в отработавших газах содержалось определенное количество кислорода, при котором поддерживается рабочая температура каталитического нейтрализатора. Анализирует это лямбда-зонд. Датчик измеряет остаточное количество кислорода в отработавших газах и при помощи компьютера регулируется количество подаваемого топлива для получения оптимальной рабочей смеси. Катализатор в паре с лямбда-зондом позволяют не только уменьшить выброс вредных веществ в атмосферу, но и обеспечивают меньший расход топлива, улучшают эффективность работы двигателя.

При выходе из строя лямбда-зонда, возможны различные пропорции топлива и воздуха в топливовоздушной смеси: обогащенная либо обедненная. И та и другая уничтожают катализатор, первая - за счет большого содержания углеводородов, вторая приводит к его перегреву.

Катализатор и лямбда-зонд очень чувствительны к качеству топлива. Заливать в топливные баки автомобилей, в выхлопной системе которых находится катализатор необходимо исключительно неэтилированный бензин. Пагубно влияет на них свинец, содержащийся в бензине, накапливающийся на стенках керамического покрытия. Кроме того, для увеличения продолжительности срока службы этих элементов лучше не применять присадки к топливу и моторному маслу, если в них содержится все тот же свинец.

На дизельных двигателях очистка отработанных газов производится нерегулируемым окислительным катализатором. Уменьшение содержащихся вредных веществ в таких моторах достигается за счет системы повторного сжигания выхлопных газов. При помощи специального клапана, установленного в выхлопной системе на прогретом двигателе часть отработанных газов направляется в цилиндры двигателя, в результате чего уменьшается процент окисей азота в выбрасываемых в атмосферу газах. Каталитические нейтрализаторы кроме всего, способствуют снижению шума. Сгорание топливовоздушной смести носит взрывной характер, что сопровождается характерным звуком. Для борьбы с этим в системе выпуска отработавших газов устанавливается глушитель. В зависимости от способов работы, глушители делятся на четыре типа: резонатор, отражатель, ограничитель и поглотитель.

Резонатор, как правило, располагается сразу за каталитическим нейтрализатором, и по своей сути является предварительным глушителем. Конструктивно он представляет собой перфорированную трубу и окружающую ее камеру. Чаще всего резонаторы включают в себя несколько камер различного размера и служат для гашения низкочастотных шумов.

Ограничитель является трубой в корпусе глушителя, диаметр которой сначала значительно сужается, создавая акустическое сопротивление потоку, за которым следует полость большого объема, сглаживающая колебания. Звуковая энергия рассеивается в отверстии, нагревая газ. Чем больше сопротивление, то есть меньше отверстие, тем лучше эффективность сглаживания. Существенным минусом такого глушителя является большое сопротивление потоку.

Чаще всего замыкает выхлопную систему отражатель. В его корпусе находится большое количество стенок, играющих роль акустических зеркал. Каждое отражение звука от которых - это частичная потеря энергии, затрачиваемая на нагрев зеркал. В итоге внутри глушителя энергия звуковых волн переходит в тепловую и рассеивается в атмосферу.

Поглотитель гасит акустические волны за счет пористого материала, расположенного в нем. Принцип тот же, что и у отражателя. Энергия звуковых колебаний преобразуется в тепловую за счет трения волокон стекловолокна, колеблющихся под действием звуковой энергии. Как правило, сегодня производители используют все перечисленные методы для создания системы выпуска отработавших газов.

Заключение

В первой главе дипломного проекта дана общая характеристика АТП и эксплуатируемого им подвижного состава, а также представлен анализ работы предприятия. Анализ показал, что имеет место устойчивая тенденция ухудшения ряда важнейших показателей работы. Так за последние три года объем перевозок снизился на 30%, в то время, как численность ПС уменьшилась лишь на 15%. Коэффициент выпуска ПС на линию уменьшился на 11%, а падение коэффициента технической готовности составило 9%.

Были установлены причины наличия столь нежелательной тенденции:

· существенный износ парка ПС;

· недостаточная степень механизации процессов ТО и ТР;

· устаревшее технологическое оборудование;

· несоответствие параметров системы ТО и ТР существующему состоянию транспортной техники и условиям эксплуатации;

· снижение образовательного ценза и уровня профессиональной компетенции ремонтных рабочих.

Очевидное предложение - провести технологическое перепроектирование автопредприятия. Именно такое перепроектирование выполнено во второй главе дипломного проекта. Оно включало определение периодов технического обслуживания подвижного состава, структуру и численность персонала, величину площадей производственных помещений и т.д.;

Третья глава (специальная часть) дипломного проекта посвящена прогнозированию остаточного ресурса деталей цилиндро-поршневой группы двигателя автомобиля КамАЗ. В рамках этой темы выполнено следующее:

· получен экспериментальный закон распределения ресурса детали ЦПГ с проверкой согласия между эмпирическим и теоретическим (нормальным) законами распределения по критерию ч2 Пирсона;

· построена кривая безотказной работы детали в зависимости от наработки;

· произведен расчет параметров распределения ресурсов детали по корреляционным уравнениям долговечности, являющийся важным звеном в процессе прогнозирования ресурсной долговечности в условиях ускоренных испытаний;

· построены графики верхней и нижней границ изменения структурного параметра (площади в замке компрессорного кольца) в зависимости от наработки и произведена оценка наработки до первого ресурсного диагностирования (418 тыс. км):

· произведено прогнозирование остаточного ресурса детали ЦПГ на основе результатов диагностирования, в результате которого установлен пробег до повторного диагностирования. Он составляет 42,4 тыс. км.

Список использованной литературы

1. Сайт http://www.autoussr.ru/auto.php?nom=87

2. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов. - Под ред. Крамаренко Г.В. - М.: Транспорт, 1983. - 488 с.

3. ОНТП-01-91. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий автомобильного транспорта - М.: Гипроавтотранс, 1991. - 184 с.

4. Напольский Г.М. Технологическое проектирование автотранспортных предприятий и станций технического обслуживания: Учебник для вузов. - М.: Транспорт, 1993. - 271 c.

5. Проектирование предприятий автомобильного транспорта: Конспект лекций / В.И. Пархоменко, Павлодар, 2007. - 147 с.

6. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта. - М.: Транспорт, 1986. - 73 с.

7. Клебанов Б.В. Проектирование производственных участков авторемонтных предприятий. - М.: Транспорт, 1983

8. СНиП II-92-76 Вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий. - М. Стройиздат, 1977. - 32 с.

9. Техническое обслуживание, ремонт и хранение автотранспортных средств: Учебник: В 3 кн. - К.: Выща шк., 1991. - Кн. 1. Теоретические основы. Технология / Канарчук В.Е., Лудченко А.А., Курнеков И.П., Луйк И.А. - 359с.

10. Дмитриенко В.М. Технологические процессы технического обслуживания, ремонта и диагностирования подвижного состава автотранспортных средств: в 2 ч. - Пермь: Изд-во Пермского ГТУ, 2002. - Ч. 1. - 160 с; Ч. 2. - 102 с.

11. Табель технологического оборудования и специализированного инструмента для АТП, АТО и БЦТО.- М.: ЦБНТИ, 1983. - 98 с.

12. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. - М: Высшая школа, 2003

13. Севастьянов Б.А. Курс теории вероятностей и математической статистики. - М.: Наука, 1982

14. Проников А.С. Надежность машин. - М.: Машиностроение, 1978. - 592 с.

15. Малкин В.С. Техническая эксплуатация автомобилей: Теоретические и практические аспекты. - М.: Издательский центр "Академия", 2007. - 288 с.

16. Вахлмов В.К. Автомобили: Теория и конструкция автомобиля и двигателя. - M.: Издательство Академия, 2007 г.

17. Гришкевич А.И. Автомобили: Теория: Учебник для вузов. - Мн.: Высш. шк., 1986. - 208 с.

18. Хазов Б.Ф., Дидусев Б.А. Справочник по расчету надежности машин на стадии проектирования. - М.: Машиностроение, 1986. - 242 с.

19. Сидоров В.И. Техническая диагностика. - М.: Изд-во МАДИ, 1993. - 113с.

20. Салов А.И. Охрана труда на предприятиях автомобильного транспорта. - М.: Транспорт, 1985. - 281 с.

21. Типовые инструкции по охране труда для основных профессий и видов работ на автомобильном транспорте. - Алматы: Товарищество специалистов охраны труда Республики Казахстан, 2003. - 159 с.

22. Правила пожарной безопасности в Республике Казахстан. - Алматы, 2006. - 184 с.

23. Казанцева Л.К., Тагаева Т.О. Современная экологическая ситуация в России // ЭКО. - 2005. - №9. - С. 30-45

24. Петрунин В.В. Плата за негативное воздействие на окружающую среду в 2006 году // Финансы. - 2006. - №4. - С. 25-30.

25. Коробкин В.И. Экология. - М., 2006. - 465 с.

Размещено на Allbest.ru