Оптимизация температурного режима двигателя в зимнее время

При температуре 79 °С и выше термостат 1 открывается и обеспечивает циркуляцию воды по большому гидравлическому контуру - насос 6 (клапан 4 напором воды открывается) - зона I - термостат 1 - полость закрытого клапана 11 - радиатор 10 - насос 6 (стрелка 1).

Насос 8 при этом работает вхолостую (при жёсткой кинематической связи с коленчатым валом двигателя) или при наличии гидроэлектропривода отключается.

В рубашке 7 (зона II) термосифонная циркуляция воды (стрелка 4) автоматически поддерживает необходимое тепловое состояние стенок цилиндров, устраняя неравномерность их нагрева по высоте, и других частей двигателя, расположенных в области зоны II. Насос 8 оказывает определённое воздействие на характер этой циркуляции.

Термометр 3 регистрирует в основном температуру воды в зоне I.

Система охлаждения в этом режиме работает как применяемая на современных ДВС смешанная система.

В интервале температур от 69 °С до 79 °С термостат 1 обеспечивает частичное и одновременное поступление воды в первый и второй контуры.

При использовании антифризов и тосолов необходимость в клапанах 4 и 11 отпадает. Клапан 4 можно зафиксировать в открытом положении или убрать, клапан 11 закрыть или убрать вместе с трубопроводом от полости насоса 8.

Такая система охлаждения обеспечивает нормальное тепловое состояние двигателя на всех режимах его работы и при низких температурах окружающего воздуха, позволяет использовать в качестве охлаждающей жидкости воду.

Снабжение такими системами охлаждения существующих двигателей не потребует больших затрат, так как рубашки 2 и 7 охлаждения соответственно головок и блоков цилиндров, радиаторы 10 и жидкостные насосы в ней остаются без изменения.

Определенных затрат потребуют изготовление (приобретение) и установка клапанов 4 и 11 и дополнительных насосов 8. Но эти затраты не могут быть большими. Например, стоимость насоса водяного в сборе (номер по каталогу 240-1307012/10) от стоимости дизеля Д-243Л составляет всего -1,1%.

Даже увеличение в 2-3 раза затрат на изготовление дополнительного насоса 8 и других элементов предложенной системы охлаждения по сравнению со штатным насосом будет оправдано.

Стоимость израсходованного топлива из-за переохлаждения этого дизеля превышает стоимость штатного насоса в 31,3 раза.

Предложенная система охлаждения при небольших затратах на внедрение позволяет существенно улучшить топливную экономичность двигателя.

2.3 Модернизация системы охлаждения двигателя Д-243

Имея данные по разработанным конструкциям систем охлаждения двигателей, особенности системы по рисунку 2.1 следует отметить, что основные недостатки этих конструкций либо в трудностях регулирования температуры в холодное время года, либо нормальное обеспечение температурного режима, но при этом требуются дополнительные операции по разборке-сборке (предшественник по рисунку 2.1).

Исходя из предшественника и конструктивных особенностей двигателя Д-243 предлагаем конструкцию системы охлаждения с подогревателем и автоматическим регулированием температурного режима в любое время года (рисунок 2.2).

Изменения системы охлаждения обеспечивается путем установки подогревателя типа «Аристон» в большой круг циркуляции охлаждающей жидкости (таблица 2.2).

Таблица 2.2 Характеристика подогревателя

Характеристики	Полный режим	Частичный режим
Тепловой поток кВт	12,000	5,000
Потребление электроэнергии (при работе) Вт	75	50
Расход топлива	1,4	0,6

При работе системы подогреватель, предназначен для предпускового разогрева и автоматического поддержания теплового режима дизельных двигателей с жидкостным охлаждением, а так же для отопления салона (кабины) автотранспортного средства и устранения обледенения стёкол, независимо от работы двигателя.

Рисунок 2.2 - Модернизированная система охлаждения Д-243: 1-подогреватель, 2-радиатор, 3-помпа, 4-термостат, 5-вентилятор, 6-патрубок подводящий, 7-патрубок отводящий, 8, 9, 10-узел крепления

Подогреватель имеют автоматическую систему управления (рисунок 2.3).

Устанавливается в контур жидкостной системы охлаждения двигателя. Подсоединяется к электросети и топливной системе. Подогреватель - отопитель изготавливается из нержавеющей стали и обладает высокой коррозийной стойкостью, что позволяет использовать в системе охлаждения низкокачественную охлаждающую жидкость.



Рисунок 2.3 - Принципиальная электрическая схема регулятора температуры ЭРА-М

Технические особенности:

-автоматическая система управления;

-двойное использование для предварительного нагрева салона и двигателя;

-постоянная диагностика работы;

-указание неисправностей на дисплее;

-возможность введения двух отдельных программ включения подогревателя;

-возможность подогрева масляного картера выхлопными газами.

Напряжение - 24 В. Габариты - 387Ч206Ч231 мм. Вес - 9 кг.

Регулятор температуры ЭРА-М - устройство, предназначенное для измерения и регулирования температуры. В качестве датчиков температуры используется термопреобразователь сопротивления. Терморегулятор ГОН КЗ трех основных частей: измерительной мостовой схемы, фазочувствителъного усилителя и блока питания.

Измерительная схема представляет собой одинарный мост сопротивлений, в одно из плеч которого включен термопреобразователь сопротивления RK. Мост уравновешивается автоматически, если прибор применяют как регулятор или сигнализатор температуры, и вручную при помощи реохорда яри измерении температуры.

Если температур в месте расположения термопреобразователя сопротивления меньше заданной по шкале датчика (реохорда), то нарушается равновесие моста и в его измерительной диагонали появляется напряжение разбаланса, которое подается на вход трехкаскадного усилителя, состоящего из лампы VL1 и половины лампы VL2. Четвертый каскад усилителя фазочувствительный. Он собран на второй половине лампы VL2, и питается переменным током от отдельной обмотки трансформатора Т. В анодную цепь фазочувствительного каскада включена обмотка выходного реле К.

Если фаза напряжения разбаланса моста совпадает е фазой напряжения питания в полупериод, когда лампа открыта, через нее проходит ток, достаточный для срабатывания выходного реле К. Контакты реле включают исполнительный механизм (например, электромагнитный пускатель) для подачи энергии в объект регулирования до тех пор, пока температура объекта не достигнет заданного значения.

При достижении заданного значения температуры мост уравновешивается, напряжение разбаланса, проходя через нуль, изменяет фазу, ток в анодной цепи лампы становится меньше тока отпускания выходного реле К, и оно выключает исполнительный механизм. При этом зеленая сигнальная лампа "меньше" гаснет и включается красная лампа "больше".

Таким образом, фазочувствительный каскад отрегулирован так, что лампа открывается в тот полупериод, фаза которого совпадает с фазой сигнала, возникающего, если температура объекта меньше установленной на шкале задатчика.

Чтобы снизить влияние сопротивления соединительных проводов на точность измерения, используют равноплечий мост, а термопреобразователь сопротивления включают по трехпроводной схеме.

Основная погрешность и зона нечувствительности ЭРА-М не превышают 1,5 % от всей шкалы регулятора. Разрывная мощность контактов выходного реле 500 В·А.

Терморегуляторы комплектуют медными термопреобразователями сопротивления.

При недостаточной температуре охлаждающей жидкости в системе электрическая схема подогревателя, включенная в основную схему двигателя обеспечивает включение нагревательных элементов, которые доводят температуру охлаждающей жидкости до рабочей 85-93 єС. Увеличение данного придела температур регулируется автоматическим отключением подогревателя по схеме рисунка 2.3.

2.4 Расчет расхода топлива при работе двигателя в диапазоне низких температур

Для оценки эффективности использование топлива при выполнении транспортной работы используют расход топлива на единицу транспортной работы (Q) - отношение фактического расхода топлива к выполненной транспортной работе [8].

Удельный расход топлива рассчитывается по формуле

g_е=1000 G_т /N_е, (2.1)

где N_е - эффективная мощность двигателя.

Выразим N_е через уравнение мощностного баланса:

N_е=N_ш+N_щ+N_J+з_тр=х(Р_ш+Р_щ+Р_J)/з_тр (2.2)

тогда

G_т=g_еN_е/(1000з_т)=g_ех(Р_ш+Р_щ+Р_J)/з_тр (2.3)

Часовой расход топлива оказывает влияние на величину путевого расхода:

Q_L=1000 G_т/(36хс_т), (2.4)

где с_т - плотность топлива.

Выразив G_т через g_е, получим:

Q_L=g_еN_е/(36хс_тз_тр)=g_е(Р_ш+Р_щ+Р_J)/(36с_тз_тр) (2.5)

Формула (2.5) называется уравнением расхода топлива.

Согласно ГОСТ 20306-85 оценочными показателями топливной экономичности служат:

- контрольный расход топлива (КРТ);

- расход топлива в магистральном ездовом цикле на дороге (РТМЦ);

- расход топлива в городском ездовом цикле на дороге (РТГЦД);

- расход топлива в городском цикле на стенде (РТГЦ);

- топливная характеристика установившегося режима двигателя (ТХ);

- топливно-скоростная характеристика на магистрально-холмистой дороге (ТСХ).

Данные оценочные показатели не нормируют.

При работе на дизельном топливе расход определяется.

По уравнению 2.5 и таблице 2.3 имеем:

g_е=258 гкВт/час,

N_е=59 кВт,

с_т=850 кг/м³

Принимаем среднюю скорость движения транспортного средства х=35 км/час.

Для расчета кпд трансмиссии з_тр воспользуемся формулой 2.6:

з_тр=з₁n₁·з₂n₂·з_х (2.6)

где з₁, з₂ - кпд цилиндрических и конических шестерен трансмиссии,

n₁, n₂ - число пар шестерен соответственно,

з_х - кпд равное 0,96

По литературному источнику 2 по схеме трансмиссии МТЗ-100 находим при движении транспортной машины на последней транспортной скорости n₁- 5, n₂ - 2, з₁ - 0,84, з₂ - 0,82.

з_тр=0,845·0,822·0,96=0,88

Для определения общего расхода топлива необходимо вычислить значения сил сопротивления качению (Р_ш+Р_щ+Р_J).

Сила сопротивления дороги:

Р_ш=G(fсоs б+sin б)?G(f+1) (2.7)

где G - полная масса транспортного средства, принимаем для транспортного средства с прицепом G равное 11000 кг или 110000 Н (таблица 2.3).

f - коэффициент сопротивления качению, зависящий от покрытия дороги, перевозка грузов осуществляется по сухой, укатанной, грунтовой дороге f равно 0,03. Движение принимаем равномерным, прямолинейным.

Рш=11000·(0,03+1)=11,33 кН

Сила сопротивления воздуха

Р_щ=k_щ F х² (2.8)

где k_щ - коэффициент сопротивления воздуха, для автопоездов принимается около 0, 9;

F - площадь лобового сопротивления транспортного средства, для МТЗ-100 составляет примерно 5,3 м²,

х=35 км/час=9,7 м/с

Р_щ=0,9·5,3·9,7=4,64 кН

Сила сопротивления инерции трансмиссии

Р_J=m J, (2.9)

где m - масса транспортного средства 4100 кг,

J-ускорение транспортного средства,

Р_J=6,79 кН.

Общий расход топлива при выполнении транспортной работы составит:

Q_L=258(11,33+4,64+6,79)/36·850·0,88=21,8 кг/час

При работе на метаноле расход определяется.

С учетом имеющихся исследований работы двигателя на всех режимах нагрузки определяем:

Q_L=19,7 кг/час

Особенности конструкции тракторов МТЗ-100 и МТЗ-102

Тракторы «Беларусь» МТЗ-100 и МТЗ-102 созданы в результате модернизации тракторов МТЗ-80 и МТЗ-82 и различаются, главным образом, следующим:

-повышением мощности и модернизацией дизеля;

-новой конструкцией сцепления, коробки передач и рулевого управления;

-более совершенной конструкцией гидронавесной системы и механизма автоматического управления навешенной машиной;

-расширением возможностей агрегатирования с машинами, т. е. кроме заднего, тракторы оборудованы передним механизмом навески для управления машинами, расположенными фронтально, а также гидросистемой отбора мощности.

Трансмиссия. Компоновка составных частей трансмиссии - такая же, как в тракторах МТЗ-80 и МТЗ-82. Однако конструкция их существенно изменена.

Сцепление - двухдисковое, по схеме подобно ранее изученным, но без усилителя в приводе.

Промежуточный диск сцепления соединен с маховиком через пальцы и три упругие пластины, которые не только передают крутящий момент, но и отводят диск при выключении сцепления вслед за нажимным диском.

Два ведомых диска, установленных на шлицах вала, снабжены гасителями крутильных колебаний с резиновыми упругими элементами. Силовой вал пропущен сквозь трубчатый и опирается передним концом на подшипник в торце коленчатого вала, а задним концом через шлицевую втулку соединен с первичным валом коробки передач. Трубчатый вал соединен с кожухом (опорным диском) сцепления шлицевой втулкой с резиновым демпфером и, как в тракторах МТЗ-80, передает вращение масляному насосу гидронавесной системы и двухскоростному ВОМ и, кроме того, - масляному насосу гидросистемы коробки передач.

Тормозка в приводе сцепления нет, так как предусмотрена возможность переключения передач без остановки трактора.

Коробка передач (КП) обеспечивает получение двадцати четырех передач для движения вперед (шесть диапазонов, по четыре передачи в каждом) и восьми передач заднего хода (два диапазона, по четыре передачи).

Предусмотрено два варианта конструкции КП, позволяющих переключать передачи в пределах каждого диапазона без остановки трактора: вариант «А» - передачи переключают с помощью гидроподжимных фрикционных муфт без разрыва потока мощности, передаваемой от двигателя ведущим колесам; вариант «Б» - передачи переключают с помощью зубчатых муфт с синхронизаторами (синхронизированная КП), предварительно выключив сцепление, т. е. разорвав поток мощности. Диапазоны в обеих коробках переключают с разрывом потока мощности, валы и шестерни у них расположены одинаково, 80% деталей взаимозаменяемы.

В коробке передач варианта «А» первичный вал с четырьмя фрикционными гидроподжимными муфтами подобен вторичному валу КП трактора Т-150К- В основном подобна и гидросистема коробки, с той лишь разницей, что масло под давлением 0,9...1,0 МПа подается не только к распределителю управления и от него в гидроподжимные муфты и в гидроаккумулятор, но и к крану управления гидроподжимной муфтой привода переднего ведущего моста (МТЗ-102). Поток масла, ответвляющийся для смазывания деталей, дополнительно очищается в центрифуге, взаимозаменяемой с установленной на дизеле.

В коробке передач варианта «Б» подобным образом переключают и передачи. Гидросистема этой КП служит лишь для смазывания деталей, поэтому в ней нет распределителя, а подача насоса и давление масла уменьшены.

Задний мост устроен так же, как и на тракторе МТЗ-80, и дополнительно оснащен стояночным тормозом. Он смонтирован на кожухе правого рабочего тормоза и имеет взаимозаменяемые с ним детали.

Тормозные диски установлены на шлицах вала, который подобно валу автоматической блокировки дифференциала пропущен сквозь ступицу полуосевой шестерни и соединен шлицами с крестовиной дифференциала. Тормоз приводится в действие от ручного рычага с защелкой.

Передний ведущий мост - как и в тракторе МТЗ-82, но приводится не от раздаточной коробки, а от специального вала в коробке передач. Вращение этому валу передается парой шестерен от вторичного вала через фрикционную гидроподжимную муфту, с помощью которой и включают передний ведущий мост.

Пневматическая система. Составные части системы и схема их соединения - такие же, как на тракторах МТЗ-80 и МТЗ-82. В усовершенствованном тормозном кране имеется полость противодавления, соединенная с рабочей полостью, что снижает усилие на тормозной педали. Ходовая часть сходна по конструкции с МТЗ-80. Подвески управляемых колес подобны, но на тракторе МТЗ-100 может быть применена следующая модификация: вместо одной цилиндрической пружины подвески, расположенной внутри кронштейна выдвижного кулака, имеются две пружины (нижняя расположена снаружи кронштейна, а сверху, над выдвижным кулаком установлена дополнительная короткая наружная пружина).

Рулевое управление. Гидрообъемный привод обеспечивает поворот трактора и снижение усилия на рулевом колесе. В рулевое управление входят: насос-дозатор НД-80К с блоком клапанов (расположен на дизеле), рулевой механизм с гидроцилиндрами (установлен на переднем брусе трактора), шестеренный насос НШ-10Л-3 (приводится от дизеля), гидроаккумулятор и маслопроводы.

Основные параметры трактора и двигателя в таблицах 2.3 и 2.4.[9].

Таблица 2.3 Основные конструктивные параметры трактора МТЗ-100

№	Параметры	Значения
1	Тяговый класс, кН	14
2	Расчетная скорость движения, км/час	2,5-34,0
3	Колея, мм	1200 и 2100
4	База, мм	2370
5	Агротехнический просвет, мм	465
6	Дорожный просвет, мм	-
7	Габариты, мм
	Длина	3815
	Ширина	1970
	высота	2470
8	Масса конструктивная, кг	3160
9	Масса полная, кг	4100

Таблица 2.4 Техническая характеристика двигателя Д-243 Л

№	Основные параметры двигателя	Численные значения
1	Тип двигателя	Четырехтактный, рядный, дизель
2	Число цилиндров	четыре
3	Порядок работы цилиндров	1-3-4-2
3	Диаметр цилиндра, мм	110
4	Ход поршня, мм	125
5	Рабочий объем, л	4,75
6	Степень сжатия	16
7	Мощность, кВт	59
8	Частота вращения коленчатого вала, об/мин	2240
9	Наибольший крутящий момент (числитель) при частоте вращения (знаменатель)	280/1400
10	Удельный расход топлива, г·кВт/час	0,258

2.5 Прочностные расчеты

2.5.1 Расчет производительности насоса

Расчет проводится в такой последовательности:

-разбивается трубопроводная сеть системы на участки с разными максимальными расходами;

-рассчитывается диаметр каждого участка трубопровода;

-выбирается фактический диаметр трубопровода;

-определяются суммарные потери напора в трубопроводах при различных расходах;

-выбираются требуемые насосы;

-строится совмещенная характеристика трубопровода и насосов системы.

Расчетный диаметр трубопроводов определяется по основным участкам трубопроводов по формуле:

d= (2.1)

где Q_mах - максимальная подача жидкости, мм/ч;

W_р - расчетная скорость перекачки жидкости, мм/с.

Для напорного трубопровода скорость перекачки принимаем 0,1 м/с, для всасывавшего - 0,3 м/с.

В зависимости от принятой производительности подачи жидкости определены диаметры на участке и уточнены по ГОСТу 8732-78. Эти показатели даны в таблице 2.5

Таблица 2.5 Выбор трубопроводов системы

№	Наименование	Производительность подачи жидкости, м3/ч	Значение диаметра трубопровода по ГОСТ 8732-78, мм
1	Напорный коллектор	12,0	7,9·2,0
2	Всасывающий коллектор	12,0	9,3·2,5
3	Распределительный трубопровод	12,0	7,9·2,0
4	Расходный трубопровод	9,0	5,9·5,0

Суммарные потери напора перекачиваемой жидкости определяются исходя из условия подачи жидкости через наиболее удаленную точку по формуле:

Н_общ=Н_тр+Н_м+Н_фн+Н_г+Н_аг+Р_к+ДZ, м, (2.2)

где Н_тр - потери на трение в трубопроводе, м;

Н_м - местные потери в трубопроводе и арматуре (10% от Н);

Н_фн- потери в фильтрах; Н_г - потери в регуляторе, м;

Н_аг - общие потери в радиаторе, м;

Р_к - максимальное конечное давление, принимается равным 0,3 МПа (3 кгс/см²);

ДZ- разность отметок оси насоса, принимаем 3 м.

Потери напора на трение в трубопроводах определяются для максимальной суммарной длины, принятой 1,5 м, условно для диаметра Д20 по формуле:

Н_тр=i l_сум, (2.3)

где i - гидравлический уклон.

Результаты расчетов для различных значений расхода приведены в таблице 2.6. Для обеспечения максимальной производительности системы 12,0 м³/ч принимаем 2 насоса марки 240-1307012/10 [10].

Таблица 2.6 Результаты расчетов

Подача жидкости м3/ч	Число насосов, шт	Нтр, м	Нм, м	Нфм, м	Нг, м	Наг, м	Рк, м	ДZ, м	Нобщ, м
4,5	1	0,13	0,01	1,0	2,0	3,5	3,0	0,3	9,86
6,0	1	0,21	0,01	1,0	2,0	3,5	3,0	0,3	10,02
9,0	1	0,42	0,02	1,0	2,0	3,5	3,0	0,3	10,24
12,0	2	0,90	0,03	1,5	3,0	3,5	3,0	0,3	12,23
18,0	2	1,80	0,06	1,5	3,0	3,5	3,0	0,3	13,16

2.5.2 Расчет крепления кронштейна подогревателя

Целью расчета является определение напряжений и коэффициента запаса прочности в резьбовом соединении крепления кронштейна.

Материал резьбового пальца - сталь 20 ГОСТ 1050-88, у_Т=750 МПа; у₁=5 МПа.

Диаметр резьбы М16Ч1,5.

Соединение затягивается моментом затяжки М₃=170 Н·м.

Для определения коэффициента трения воспользуемся данными тензометрирования соединения при моменте затяжки М₃=285 Н·м, согласно которому установлено, что напряжение в резьбовой части [11].

у₁=501,6 МПа и ф₁=350 МПа.

Коэффициент трения на торце гайки определяется по формуле:

м_Т=-0,3 (2.4)

где М₃ - момент затяжки, Н·м;

Н - коэффициент определяющий d/d₁;

у₁ - напряжение в резьбовой части, МПа;

d - наружный диаметр резьбы, см.;

ф₁ - касательное напряжение в резьбовой части, МПа;

d₁ - внутренний диаметр резьбы, см.

м_Т=-0,3=0,086

Коэффициент сопротивления в резьбе пальца

k=-в_Т м_Т (2.5)

где в_Т - коэффициент, определяющий отношение D/d=0,778

k=-0,778·0,086=0,1635

Коэффициент соотношения момента сопротивления в резьбе и момента трения на торце гайки при затяжке:

щ=в_Т·µ_Т/k=0,778·0,086/0,1635=0,41

Напряжение затяжки

у₃₁= (2.6)

у₃₁==230 МПа

Приведенное напряжение после снятия ключа определяется по формуле:

у_n=у₃₁ (2.7)

у_n=у₃₁=230=276 МПа

Статический запас прочности определяется по формуле:

n_Т= (2.8)

n_T1===2,7

Приведенное напряжение после затяжки (щ=1)

у_n1=у₃₁ (2.9)

Коэффициент запаса прочности при затяжке вычислим по формуле:

n_M= (2.10)

n_M===1,68

Отношение коэффициентов n_Ti/n_M=1,6, показывает, что статический запас прочности после затяжки повысился на 60%.

Максимальное напряжение при переменной нагрузке определяется по формуле:

у_{П1 max}=у₃₁· (2.11)

где у_а - приведенное напряжение при переменной нагрузке, у_а=58 МПа [12]

у_{П1 max}=230·=383 МПа

Статический запас прочности по максимальному напряжению находится по формуле:

N_{m max}==1,95

Это значение выше допускаемого, равного 1,5.

охлаждение двигатель температура подогреватель

3. Охрана труда

3.1 Меры безопасности при техническом обслуживании транспортных средств

Все операции по ТО необходимо проводить только после тщательной отчистки и промывки деталей в ванной с керосином. Следует помнить, что такие детали покрыты пленкой с концентрацией значительного количества тетраэтилсвинца, который при попадание в организм человека можем вызвать сильное отравление.

Дизельные топлива токсичнее, чем бензины. Однако, обладая более низкой испаряемостью, в парообразном состоянии они оказывают на организм человека меньшее отравляющее действие, чем бензины. Отмечают сильное раздражающее действие дизельных топлив в мелкораспыленном состоянии на слизистые оболочки. Предельно допустимая концентрация дизельных топлив в воздухе 0,3 мг/л. Выполнение работ по обслуживанию должно соответствовать ГОСТ 12.0.001-89. ССБТ.

Длительный и систематический контакт кожи с жидким дизельным топливом вызывает у человека различные кожные заболевания, резкие боли и отеки. Особенно сильное раздражающее действие оказывают сернистые дизельные топлива, и чем больше содержится в них серы, тем болезненнее поражение кожи (вплоть до омертвения тканей).

Ядовитость выхлопных газов общеизвестна. Наиболее опасна из всех их составляющих окись углерода СО, предельно допустимая концентрация которой в воздухе составляет 0,02 мг/л.

Профилактика отравлений окисью углерода в условиях МТС заключается в систематическом контроле ее содержания в воздухе на рабочих местах и стоянках автомобилей обеспечении хорошей вентиляции. Должно быть соответствие ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ.

Для предупреждения поступления выхлопных газов в помещения необходима герметизация трубопроводов выхлопных систем. На транспортных средствах, предназначенных для перевозки людей, глушитель должен быть выведен из-под кузова, а щели в полу тщательно заделаны.

Категорически запрещается обогреваться в кабине транспортного средства при работе двигателя в режиме холостого хода (т.е. на богатой смеси), так как постепенно проникающие в кабину отработавшие газы создают опасную ситуацию. Отравление окисью углерода происходит незаметно и часто приводит к смертельному исходу. Для оказания первой помощи (до прибытия врача) пострадавшего необходимо срочно вынести на свежий воздух, укрыть чем-нибудь теплым и попытаться напоить горячим чаем. Если дыхание остановилось, необходимо делать искусственное дыхание до появления признаков жизни[13].

Смазочные масла и гидравлические жидкости на минеральной основе также являются токсичными веществами. К маслам, которые содержат присадки, нужно относиться с большей осторожностью, чем к маслам без присадок, так как действие токсичных веществ, содержащихся в них (серы, хлора, фосфора, цинка, свинца и др.), изучено еще недостаточно. При нарушении правил обращения с маслами и личной гигиены они могут вызывать экзему, фолликулярные поражения кожи и даже более тяжелые заболевания.

Растворители и разбавители, которые используются на МТС, также токсичны и обладают высокой испаряемостью. Меры предосторожности при работе с ними и с лакокрасочными материалами, в которых они присутствуют, те же, что и при работе с бензинами должно быть соответствие ГОСТ 1510-84 (СТ СЭВ 1415-78).

При отравлении метиловым спиртом или дихлорэтаном пострадавшему оказывают такую же помощь, как и при отравлении тормозными и охлаждающими жидкостями. Работы с веществами должны проводится в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76. ССБТ [14].

3.2 Пожароопасность

В практической деятельности МТС пожары чаще всего происходят от воздействия на эксплуатационные материалы открытого пламени, разрядов статического электричества, искры при ударе или курении, а также от попадания горючих жидкостей на нагретую поверхность. Разрабатываемая на каждом МТС система противопожарных мероприятий увязывается с общегосударственной и ведомственной системами и законоположениями по пожарной безопасности. Должно соответствовать ГОСТ 12.1.004-91. ССБТ.

В эксплуатационных условиях наибольшую опасность представляет собой пустая тара из-под бензина, так как достаточно испарения из 200-литровой бочки 10...50 г бензина, чтобы получил взрывоопасную бензовоздушную смесь. Вот почему запрещается открывать ударами молотка или ключа пробку пустой стальной бочки из-под бензина или подходить к ней с огнем. При ремонте тары, если неизбежно использование открытого огня, необходимо принимать меры для предотвращения взрывов бензиновых паров, смешанных с воздухом. Это относится не только к бочкам, но и к топливным бакам автомобилей. Для устранения опасности взрыва при ремонте тары применяют следующие меры: заливают ее водой и в таком виде ремонтируют; пропаривают горячей водой, промывают, а затем ремонтируют; заполняют углекислым газом и затем ремонтируют. Эти же меры безопасности обязательны и при обращении с другими видами нефтепродуктов.

Некоторые топлива способны самовоспламеняться при контакте с кислородом воздуха и каталитическом воздействии металлической тары и поэтому требуют особой осторожности при применении.

Этиленгликоль и глицерин образуют опасные смеси с марганцовокислым калием.

Известно, что статическое электричество накапливается на наружной поверхности проводника, т.е. электризованные частицы топлива отдают свои заряды поверхности тары или трубопровода. Если они не заземлены, то для образования искры и взрыва достаточно даже 300...500 В. Электризация топлива зависит от материала, с которым оно контактирует, продолжительности и скорости движения топлива, его качества, влажности и температуры воздуха.

Для предупреждения возникновения взрыва и пожара от разрядов статического электричества необходимо:

-тщательно заземлять все перекачивающие средства, трубопроводы, цистерны, топливозаправщики и резервуары;

-не допускать налива топлива открытой струей и его разбрызгивания;

-не допускать перемешивания топлива с воздухом и водой;

-при заполнении автомобильных цистерн и других емкостей опускать наливную трубу до их днища, и пока нижний конец трубы не погрузится в топливо, соблюдать минимальную скорость заполнения емкости;

-соблюдать осторожность, если на дне резервуара или любой другой емкости под нефтепродуктом имеется вода;

-обязательно заземлять металлическим штырем шланг (рукав) для заправки автомобилей и пистолет (раздаточный кран);

-на рамах автоцистерн, перевозящих топливо, укреплять заземляющую цепь, касающуюся земли на стоянке и при движении.

Опасность электризации топлив эффективно снижается при добавлении в них антистатической присадки. Однако в бензины и дизельные топлива, антистатические присадки пока не добавляют.

При работе двигателя на этилированном бензине часть этиловой жидкости и продуктов ее разложения попадает в картер и загрязняет смазочное масло. Поэтому меры пожарной безопасности необходимо соблюдать и при сливе отработавшего масла из картера.

Огнеопасность нефтепродуктов характеризуется их температурой вспышки, т.е. такой температурой, при которой пары нефтепродукта образуют с воздухом смесь, вспыхивающую от поднесенного пламени.

Температура вспышки топлив зависит от содержания в них легкоиспаряющихся фракций и давления насыщенных паров: чем выше давление насыщенных паров топлива, тем ниже температура вспышки.

Вследствие низкого давления насыщенных паров и малой летучести дизельные топлива значительно менее огнеопасны, чем бензины. Минимальные температуры образования взрывоопасных смесей дизельных топлив 57...70 °С, т.е. они значительно выше температур, при которых эксплуатируются автомобили с дизельными двигателями, и поэтому образование взрывоопасных концентраций паров топлива с воздухом в обычных условиях маловероятно.

По показателю пожароопасности дизельные топлива отнесены ко второму и третьему классам огнеопасности по ГОСТ 12.0.003-83. ССБТ.

Пожарную опасность представляет собой туман из распыленного в воздухе дизельного топлива. В этом случае концентрация топлива даже при низких температурах воздуха может обеспечить возникновение воспламенения и от случайно образовавшейся искры, например при ударе металла о металл, может произойти сильнейший взрыв.

Температуры самовоспламенения дизельных топлив (300...400° С) ниже температур самовоспламенения бензинов, т.е. контакт дизельного топлива, находящегося в любом состоянии, с поверхностями, нагретыми несколько выше этих температур, может вызвать воспламенение.

3.3 Требования безопасности при обслуживании систем охлаждения

Этиленгликоль и его водные растворы - антифризы также весьма токсичны. При попадании внутрь организма они поражают центральную нервную систему и почки. Аналогичным токсичным действием обладают тормозные жидкости на гликолевой основе «Томь», «Роса», «Нева» и др. Смертельная доза этиленгликоля составляет всего 50 г (около 100 г антифриза).

При отравлении этиленгликолем, охлаждающей или тормозной жидкостями пострадавшему следует немедленно оказать первую помощь: тщательно промыть желудок водой или 2%-м раствором питьевой соды, искусственно вызвать рвоту, согреть и немедленно вызвать врача.

Для предупреждения отравлений охлаждающими и тормозными жидкостями необходимо строго контролировать их хранение, перевозку и расходование. При работе по обслуживанию систем охлаждения основами является ГОСТ 12.0.001-89.

Соблюдение всех норм и правил техники безопасности сводится к определенным требованиям технического обслуживания, регламентируемыми общими правилами.

1. К самостоятельной работе по ремонту и техническому обслуживанию автомобилей допускаются лица, имеющие соответствующую квалификацию, получившие вводный инструктаж и первичный инструктаж на рабочем месте.

2. Слесарь, не прошедший своевременно повторный инструктаж по охране труда (не реже одного раза в 3 месяца), не должен приступать к работе.

3. Слесарь обязан соблюдать правила внутреннего трудового распорядка, утвержденные на предприятии.

4. Продолжительность рабочего времени слесаря не должна превышать 40 ч в неделю.

5. Слесарь должен знать, что наиболее опасными и вредными производственными факторами, действующими на него при проведении технического обслуживания и ремонта системы, являются: нагретые в процессе работы детали двигателя, оборудование, инструмент и приспособления; электрический ток; этилированный бензин; освещенность рабочего места.

6. Слесарь должен работать в специальной одежде и в случае необходимости использовать другие средства индивидуальной защиты.

7. В соответствии с Типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи рабочим и служащим специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты слесарю выдаются: костюм вискозно-лавсановый; фартук резиновый; сапоги резиновые; перчатки резиновые.

8. Слесарь должен соблюдать правила пожарной безопасности, уметь пользоваться средствами пожаротушения. Курить разрешается только в специально отведенных местах.

9. Слесарь во время работы должен быть внимательным, не отвлекаться на посторонние дела и разговоры.

10. О замеченных нарушениях требований безопасности на своем рабочем месте, а также о неисправностях приспособлений, инструмента и средств индивидуальной защиты слесарь должен сообщить своему непосредственному руководителю и не приступать к работе до устранения замеченных нарушений и неисправностей.

11. Слесарь должен соблюдать правила личной гигиены. Перед приемом пищи или курением необходимо мыть руки с мылом, а при работе с деталями автомобиля, работавшего на этилированном бензине, предварительно обмыть руки керосином. Для питья пользоваться водой из специально предназначенных для этой цели устройств (сатураторы, питьевые баки, фонтанчики и т.п.).

12. За невыполнение требований инструкции, разработанной на основе данной и указанных в этом пункте, слесарь несет ответственность согласно действующему законодательству.

3.4 Подготовка подвижного состава к зиме

Для обеспечения высокого уровня технического состояния тракторов, эффективности их эксплуатации в зимнее время, необходимо заблаговременно, до наступления холодов, выполнить ряд мероприятий по подготовке водителей, ремонтно-обслуживающего персонала, а также подвижного состава к зиме.

К основным организационным мероприятиям по подготовке к зиме подвижного состава относят:

-составление плана работы;

-инструктаж водителей и ремонтно-обслуживающих рабочих по эксплуатации тракторов зимой;

-проведение сезонного обслуживания тракторов;

-оборудование тракторов дополнительными средствами утепления и обогрева;

-укомплектование их дорожным инструментом и буксирными устройствами, а также средствами повышения проходимости.

Комплекс работ совмещенных с ТО обычно проводят в сентябре - октябре.

Подготовка системы смазки двигателя заключается в промывке системы и замены моторного масла на зимние сорта.

При подготовке электрооборудования проверяют состояние и исправность всей электропроводки, аккумуляторную батарею, исправность приборов.

Эксплуатация тракторов в холодное время значительно облегчается при использовании в системах охлаждения низкозамерзающих жидкостей (антифризов).

Наиболее широкое применение получили жидкости:

Этиленгликоль - разбавляют мягкой чистой водой в разных соотношениях и получают жидкости с температурой замерзания -71 °С;

Тосол А необходимо перед заправкой развести водой в соотношении 1:1.

3.5 Условия эксплуатации тракторов зимой

Условия эксплуатации тракторов зимой требуют ежесменного слива и заправки воды в систему охлаждения. Поэтому для того, чтобы предотвратить образование накипи, в систему охлаждения заливают мягкую воду или подготовленную в специальных умягчителях.

Система охлаждения многих тракторов рассчитана на работу термостата, при отсутствии же его резко увеличивается проходное сечение верхнего патрубка, а вместе с тем и скорость циркуляции воды. Поэтому удалять термостат из системы охлаждения не рекомендуется.

Присутствие воды в дизельном топливе вызывает образование ледяных пробок, мешающих подаче топлива. Поэтому в условиях пониженной температуры окружающего воздуха топливопроводы, корпуса топливных фильтров, топливный насос и топливный бак тщательно утепляют. Кроме того, на топливопроводы низкого давления надевают резиновый рукав большого диаметра. В этот рукав от выпускного коллектора направляют отработанные газы двигателя.

В холодное время года тракторы заправляют зимним дизельным топливом. Однако в сильные морозы к нему добавляют тракторный керосин: при температуре минус 20-30 °С - 10 %, а при минус 30-35°С - 25 %. Тракторный керосин с дизельным топливом смешивают перед заправкой в отдельной чистой посуде. Добавлять в дизельное топливо более 30 % тракторного керосина нежелательно, так как это потребует изменения установки угла опережения впрыска топлива.

В степных районах снежный покров часто перемешивается с песком и пылью. При снежных метелях отстойник-сборник воздухоочистителя быстро забивается снегом, поэтому его необходимо по мере скапливания снега очищать. Для эффективной очистки воздуха зимой поддон воздухоочистителя всегда должен быть заправлен маслом.

Чтобы обеспечить нормальную работу системы смазки двигателей в условиях низких температур окружающего воздуха, следует использовать зимние сорта масел или в случае их отсутствия летние с добавлением 15 % зимнего дизельного топлива. В двигателях тракторов Т-25А1, Т-40М, Т-40АМ, Т-40АНМ и Т-28Х4 при температуре минус 10-20 °С к дизельному маслу добавляют 1 л автомобильного неэтилированного бензина (для Т-25А1 - 0,6 л). Бензин добавляют по окончании работы трактора в горячее масло, пускают двигатель и дают ему поработать 2-3 мин на средних оборотах, а затем останавливают двигатель. Бензин добавляют в работающее дизельное масло не чаще, чем через пять смен работы трактора.

При больших морозах, когда картерное масло подогревают, гидросистему также заправляют подогретым маслом. При сливе холодного масла из гидросистемы подогревать агрегат открытым огнем не рекомендуется, так как это может вызвать трещины и выход отдельных агрегатов из строя. Для уменьшения вязкости масла в гидросистеме во время работы двигателя его разогревают дросселированием, т. е. перекачивают масло насосом гидросистемы без нагрузки при нейтральном положении всех золотников распределителя. После этого делают несколько переключений золотника к основному цилиндру. Рабочая температура масла, при которой безотказно работает гидросистема,- от 20 до 70 °С.

Опыт эксплуатации тракторов в условиях низких температур показывает, что летние сорта масел и смазок в агрегатах трансмиссии и ходовой части во время длительной стоянки застывают до такого состояния, что невозможно или очень затруднительно трогание машины с места и ее движение. Иногда при работе трактора верхние поддерживающие катки, а подчас и направляющие колеса некоторое время не вращаются совсем. Поэтому для смазки агрегатов силовой передачи применяют специальные зимние сорта масел или при необходимости смеси летних с зимним дизельным топливом (80 % дизельного масла+20 % дизельного зимнего топлива).

При езде по глубокому снегу, особенно при положительной температуре, очень часто снег забивает гусеницы и уплотняется возле картеров конечных передач. Гусеница сильно натягивается и разрывается у наиболее изношенного пальца или звена. Чтобы избежать этого, гусеницу следует натягивать несколько слабее, чем летом.

У тракторов на пневматических колесах важно поддерживать одинаковое давление в шинах. Разное давление вызывает занос машины и снижает ее проходимость по снегу.

Управление колесным трактором затрудняется из-за неправильного положения передних колес (нарушения сходимости). В этом случае управление машиной требует большого внимания водителя. У колесных тракторов для улучшения поперечной устойчивости и управляемости колею целесообразно увеличить, расставив колеса на возможно большую ширину.

При температуре ниже +5 °С для увеличения сцепного вала колесных тракторов камеры ведущих колес заполняют только раствором хлористого кальция, который имеет температуру замерзания -32 °С. При температуре ниже -25 °С заполнять камеры жидкостью запрещается.

Низкая температура окружающего воздуха сильно влияет на состояние и работоспособность батареи аккумуляторов. От нормально заряженной батареи в летнее время можно завести двигатель 200 раз, а при температуре минус 10 °С - только 15 раз. Поэтому зимой батареи тщательно утепляют. Для сохранения необходимого теплового состояния батареи применяют утеплительный ящик. В разряженной батарее плотность электролита уменьшается, и батарея больше подвергается опасности замерзания, чем хорошо заряженная. Электролит плотностью 1,27-1,28 замерзает только при температуре ниже - 40 °С.

При длительной стоянке тракторов на открытой площадке в холодное время (при температуре ниже 10 °С) батареи снимают и хранят в отапливаемых помещениях.

4. Охрана окружающей среды

На современном этапе осуществляется сильное загрязнение окружающей среды. Не обходит стороной этот вопрос и сельское хозяйство.

Ни для кого не секрет, что в Костанайской области из-за сложившейся экономической ситуации во всех хозяйствах используется устаревшая техника, не пригодная по своим техническим характеристикам к эксплуатации. Нередко приходится даже восстанавливать уже списанные модели.

Все это ведет к воздействию на окружающую среду. Нередко на местах технического обслуживания и других автотракторных предприятий встречаются масляные пятна из-за течи масла из картеров двигателей автомобилей.

В реках, озерах, котлованах встречаются пятна дизельного топлива, масляных пятен, из-за того, что технику моют водой из этих водоемов. Все это ведет к сильному загрязнению флоры и фауны территории нашей области.

Поэтому инженеры-механики хозяйств должны вести работу по улучшению качества ремонта МТС, чтобы как можно меньше человек воздействовал на природные ресурсы. Ремонтные бригады должны сами делать все для того, чтобы как можно меньше загрязнять поля, леса, реки и озера.

Для охраны природы в МТС проводятся следующие мероприятия:

-для предупреждения попадания сточных вод после мойки транспортных средств МТС снабжена специальной системой стока воды;

-для сбора отработавших нефтепродуктов применяются заборные емкости, которые по мере заполнения вывозятся на перерабатывающие предприятия;

-территория МТС огорожена и озеленена;

-при выполнении работ, связанных с запуском двигателей внутреннего сгорания, применяются специальные системы очистки и вентиляции;

-для предупреждения водной эрозии в паводковый период грейдерная, асфальтированная дорога снабжена дренажными трубами.

Для предупреждения загрязнения реки существует санитарная зона, в которой нет животноводческих ферм, ремонтных предприятий. Наименьшее расстояние МТС от реки составляет 1000 м.

Для защиты зверей, животных от поражения электрическим током все электроустановки на МТС и производственных участках заземлены. Силовая подстанция ограждена металлическим забором на бетонных столбах.

Вода для технических нужд берется из специальной центральной системы города насосами с электрическим приводом.

Для защиты окружающей среды в стационарной ремонтной мастерской приняты следующие меры:

-территория МТС ограждена бетонным забором, для предупреждения попадания животных;

-на территории МТС расположены асфальтированные площадки, для ремонта и технического обслуживания техники на свежем воздухе, имеется площадка для хранения металлолома, также имеются ящики для металлической стружки, емкости для отработанного масла;

-моечная машина на МТС работает по замкнутому циклу, что исключает попадание загрязнений и моющего раствора в канализацию;

-вытяжка кузнечного парка оборудована простейшим циклоном, что позволяет задерживать пылевые частицы крупного и среднего размера, тем самым снижает загрязнение воздуха аэрозольными частицами;

-на территории машинного двора расположена емкость с технической водой для нужд центрального машинного двора и башня с питьевой водой;

-на территории производственных участков в летне-осенний период проводятся субботники для очистки территорий от мусора и металлического лома.

Природные ресурсы - это важнейшие компоненты окружающей человека естественной среды, используемые в процессе общественного производства.

Окружающая среда - это совокупность природных, экономических, социальных условий и факторов, воздействующих на человека.

Экологические показатели характеризуют состояние окружающей среды и ее основных элементов - воды, воздуха, земли.

Проливы и утечки нефтепродуктов являются значительными факторами загрязнения окружающей среды.

Загрязнение атмосферного воздуха вызывает большую озабоченность, чем любой другой вид разрушения природной среды.

Научно-техническая революция вызывает глубокие преобразования и изменения, затрагивающие самые различные стороны жизни общества, принося человечеству многочисленные блага. Однако революция научно-технических достижений в различных областях человеческой деятельности сопровождается и рядом негативных явлений.

Во-первых, интенсивное потребление природных ресурсов, количественное и качественное, которое ставит перед человечеством уже серьезные проблемы.

Второе негативное влияние - интенсивное загрязнение воздушного пространства, морей, пресноводных водоемов и суши. В настоящее время наблюдается тенденция сокращения содержания кислорода в атмосфере. Особенно сильное воздействие на окружающую среду оказывает автомобильный транспорт. По сравнению с другими видами транспорта он более агрессивен по отношению к окружающей среде, является мощным источником ее химического, шумового и механического загрязнения.

Проблема защиты окружающей среды на транспорте имеет комплексный характер и должна решаться совместными усилиями специалистов в области транспортостроения, технической эксплуатации транспортных средств, организации перевозок, дорожного движения.

В результате бурного развития промышленности и транспорта возникла проблема защиты окружающей среды от загрязнения ее токсичными веществами. Особенно опасным источником загрязнения атмосферы является интенсивная автомобилизация, происходящая во многих странах. В значительной степени именно она обусловила загрязнение воздуха отработавшими газами в городах, населенных пунктах и промышленных районах.

Наличие токсичных компонентов (окиси углерода, окислов азота, углеводородов и др.) в отработавших газах двигателей, выбрасываемых в атмосферу, создает опасность для здоровья людей и, в частности, по исследованиям онкологов, является причиной распространения раковых заболеваний.

Токсичность отработавших газов двигателей обуславливается их конструктивными и регулировочными факторами, видом используемых топлив и масел, а также протеканием процесса сгорания, условиями работы и технического состояния двигателя. Поэтому решение проблемы защиты окружающей среды от загрязнения токсичными компонентами в значительной мере зависит от совместных усилий заводов автомобильной промышленности и МТС.

Продукты сгорания топлив содержат целый ряд токсичных веществ, неблагоприятно действующих на живые организмы. В них входят такие опасные для здоровья человека соединения, как окись углерода СО (до 10 % по объему в отработавших газах бензиновых двигателей и до 0,5% в отработавших газах дизельных двигателей), окислы азота NO_x (соответственно до 0,8 и до 0,4 %), углеводы СН (до 3 и до 0,1 %) и другие вещества.

В частности, особенно опасным компонентом отработавших газов, вызывающих раковые заболевания у людей, является продукт полициклического ароматического ряда СН- бенз(а)пирен, содержащийся в отработавших газах бензиновых двигателей до 0,02 мг/м³ и дизельных до 0,01 мг/м³.

Указанные выше токсичные компоненты, попадая в организм человека, вызывают различные признаки отравления: головную боль, удушье, судороги, потерю сознания, отек легких и др.

В научно-технической сфере борьба с токсичностью реализуется в трех направлениях: совершенствование рабочего процесса двигателей; снижение концентрации вредных компонентов в отработавших газах; разработка новых двигателей, работающих на новых видах топлива. Разработка мероприятий должна соответствовать ГОСТ 12.0.003-83. ССБТ [14].

5. Экономическая эффективность

Для осуществления технико-экономической оценки необходимо определить затраты на изготовление системы.

Затраты на изготовление определили по формуле: [10]

С_мод.=С_изг.д.+С_пок.д.+С_сб.р.+С_о.п., (5.1)

где С_изг.д - стоимость изготовления деталей, тенге;

С_пок.д - стоимость покупных деталей и запасных частей, тенге;

С_сб.р. - полная заработная плата производственных рабочих, занятых на сборочных операциях, тенге;

С_о.п. - общепроизводственные и накладные расходы на изготовление, тенге.

Затраты на изготовление деталей определяют по формуле:

С_изг.д=С_прн.+С_м, (5.2)

где С_прн.- заработная плата рабочих, тенге;

С_м- стоимость материалов заготовок, тенге.

Заработная плата рабочих определяется по формуле:

С_прн=С_пр.+С_доп.+С_соц., (5.3)

где С_пр.- основная заработная плата производственного рабочего, тенге;

С_доп.- дополнительная заработная плата производственного рабочего, тенге;

С_соц- социальный налог, тенге.

Основная заработная плата производственного рабочего определяется по формуле:

С_пр.=t_ср.·С_ч·К_g, (5.4)

где t_ср- средняя трудоемкость изготовления деталей, чел.-ч.,

t_ср=4,6 чел.-ч;

С_ч - часовая тарифная ставка, тенге/ч, С_ч=330 тенге/ч;

К_g - коэффициент, К_g=1,025;

С_пр.=4,6·330·1,025=1556 тенге

Дополнительная заработная плата определяется по формуле:

С_доп.=25·С_пр/100, (5.5)

С_доп.=25·1556/100=389 тенге

Социальный налог определяется по формуле:

С_соц.=26·(С_пр.+С_доп.)/100, (5.6)

С_соц.=26·(1556+389)/100=505,7тенге

С_прн.=1556+389+505,7=2450,7 тенге

Стоимость заготовок на изготовление деталей определяется по формуле: