Экономическая эффективность использования усовершенствованного двигателя

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Двигатель как объект производства

2. Двигатель как объект эксплуатации

3. Расчет экономической эффективности от усовершенствованного двигателя

Выводы

Литература

двигатель стоимость затрата ремонт



Введение

Существуют тепловые двигатели, у которых топливо сжигается в камере сгорания, находящейся внутри двигателя, а теплоносителем (рабочим телом) служат газообразные продукты сгорания.

Такие тепловые двигатели называются двигателями внутреннего сгорания; они так же как и паровые двигатели, имеют две разновидности: поршневые двигатели и газовые турбины.

Быстрое распространение двигателей внутреннего сгорания в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве и стационарной энергетике было обусловлено рядом их положительных особенностей.

Осуществление рабочего цикла двигателей внутреннего сгорания в одном цилиндре (в одной полости) с малыми потерями теплоты и значительным перепадом температур между источником теплоты и холодильником обеспечивает высокую экономичность этих двигателей. Высокая экономичность является одним из положительных качеств двигателей внутреннего сгорания.

Среди двигателей внутреннего сгорания дизель в настоящее время является таким двигателем, который преобразует химическую энергию топлива в механическую работу с наиболее высоким КПД в широком диапазоне изменения мощности. Это качество дизелей особенно важно, если учесть, что запасы нефтяных топлив ограничены.

К положительным особенностям двигателей внутреннего сгорания следует отнести так же то, что они могут быть соединены практически с любым потребителем энергии. Это объясняется широкими возможностями получения соответствующих характеристик изменения мощности и крутящего момента этих двигателей. Рассматриваемые двигатели успешно используются на автомобилях, тракторах, сельскохозяйственных машинах, тепловозах, судах, электростанциях и т. п... т.е. двигатели внутреннего сгорания отличаются хорошей приспособляемостью к потребителю.

Сравнительно невысокая начальная стоимость, компактность и малая масса двигателей внутреннего сгорания позволили широко использовать их на силовых установках, находящих широкое применение и имеющих небольшие размеры моторного отделения. Так, создание летательного аппарата тяжелее стало возможным только после появления двигателя внутреннего сгорания.

Установки с двигателем внутреннего сгорания обладают большой автономностью. Даже самолеты с двигателями внутреннего сгорания могли летать десятки часов без пополнения горючего. Свидетельством этому являются героические перелеты самолетов АНТ-25 с экипажами, возглавляемыми В. П. Чкаловым и М. М. Громовым. Из Москвы через северный полюс в США. Теплоходы с двигателями внутреннего сгорания могут покрывать расстояния в десятки тысяч миль без захода в порт.

Важным положительным качеством двигателей внутреннего сгорания является возможность их быстрого пуска в обычных условиях. Двигатели, работающие при низких температурах, снабжаются специальными устройствами для облегчения и ускорения пуска. После пуска двигатели сравнительно быстро могут принимать полную нагрузку. В эксплуатационных условиях двигателям часто приходится работать на неустановившихся и переходных режимах. Поршневые и комбинированные двигатели достаточно хорошо приспособлены для работы на этих режимах. Двигатели внутреннего сгорания обладают значительным тормозным моментом, что очень важно при использовании их на транспортных установках.

Положительным качеством дизелей является способность одного двигателя работать на многих топливах. Так, известны конструкции автомобильных многотопливных дизелей, а так же судовых двигателей большой мощности, которые могут работать на различных топливах - от дизельного до котельного мазута.

Наряду с положительными качествами двигатели внутреннего сгорания обладают и рядом недостатков. Среди них ограниченная по сравнению, например, с паровыми и газовыми турбинами агрегатная мощность, высокий уровень шума, относительно большая частота вращения коленчатого вала при пуске и невозможность непосредственного соединения его с ведущими колесами потребителя, токсичность выпускных газов, возвратно -поступательное движение поршня, ограничивающее частоту вращения и являющееся причиной появления неуравновешенных сил инерции и моментов от них.

С технологической точки зрения, двигатель внутреннего сгорания представляет собой множество различных деталей, объединенных в один узел, различающихся: применяемым материалом, способом изготовления, формой, размерами, чистотой обработки и т.д.

Область применения поршневых и комбинированных двигателей

Поршневые и комбинированные двигатели внутреннего сгорания выпускают мощностью от десятых долей киловатта до нескольких десятков тысяч киловатт и применяются в самых различных отраслях народного хозяйства.

Наиболее широко двигатели внутреннего сгорания используются на транспортных установках и сельскохозяйственных машинах.

Двигатель внутреннего сгорания является основным источником энергии на автомобилях различного типа назначения. Несмотря на успехи в развитии двигателей других типов, они ещё по своим основным характеристикам уступают двигателям внутреннего сгорания, и их применение пока носит экспериментальный характер. Мощность автомобильных двигателей внутреннего сгорания в настоящее время превышает 1500 кВт.

На железнодорожном транспорте поршневые паровые машины почти повсюду заменены электрическим приводом и приводом от двигателей внутреннего сгорания. Более половины грузооборота осуществляется тепловозами с двигателями внутреннего сгорания. Единичная мощность тепловозных двигателей достигает 3000 кВт.

В речном флоте двигатели внутреннего сгорания в настоящее время устанавливаются на всех вновь вводимых в эксплуатацию судах. В морском флоте двигатели внутреннего сгорания также являются основным источником энергии для небольших судов и большей части судов с энергетической установкой мощностью до 20000 кВт. За рубежом на судах устанавливаются двигатели внутреннего сгорания мощностью 29400 квт, возможен выпуск дизелей мощностью до 37500 кВт. Широкому применению дизелей на судах способствует то обстоятельство, что в настоящее время дизели большой и средней мощности могут работать на тяжелом топливе, цена которого на мировом рынке значительно ниже цены обычного дизельного топлива. В связи с этим использование тяжелого топлива для судовых двигателей будет расширяться.

Появление двигателя внутреннего сгорания обусловило быстрое развитие авиации. За рубежом были созданы комбинированные двигатели внутреннего сгорания мощностью до 3750 кВт. В дальнейшем появились авиационные газотурбинные двигатели, которые позволили резко увеличить скорость самолёта. В настоящее время поршневые и комбинированные двигатели внутреннего сгорания применяются лишь небольших самолетах (учебных, спортивных, индивидуальных, прогулочных и транспортных).

Поршневые и комбинированные двигатели внутреннего сгорания являются основой механизации сельского хозяйства. На тракторах, самоходных комбайнах и различных сельскохозяйственных машинах применяются только двигатели внутреннего сгорания. В нашей стране для этих целей используются дизели (за исключением небольших машин). Мощность тракторных двигателей непрерывно растет и уже достигла 350 к

Без двигателей внутреннего сгорания невозможно развитие строительно-дорожного машиностроения. Они устанавливаются на бульдозерах, скреперах, грейдерах, экскаваторах, самоходных кранах, бетоновозах, бетононасосах, сварочных агрегатах и компрессорных установках.

В стационарной энергетике двигатели внутреннего сгорания широко используют на небольших электростанциях (мощностью в несколько киловатт), энергопоездах и аварийных энергоустановках. При наличии дешевого топлива дизельные электростанции могут строиться большой мощности и не только для покрытия пиковых нагрузок, но и для производства основной электроэнергии.

Двигатели внутреннего сгорания получили большое распространение так же в качестве привода компрессоров и насосов для подачи газа, нефти, жидкого топлива и т. п. по трубопроводам, при производстве разведочных работ, для привода бурильных установок при бурении скважин на газовых и нефтяных промыслах.

Таким образом, двигатели внутреннего сгорания имеют большое значение в народном хозяйстве страны.



1. Двигатель как объект производства

Создание мощностных рядов дизелей, рассчитанный на их массовое и крупносерийное производство и обеспечение наиболее выгодных в технико-экономическом отношении условий эксплуатации. Мощностной ряд обеспечивает снижение стоимости производства ДВС, сокращение сроков проектирования и освоения новых конструкций, улучшение их качества. Как показывает опыт, для каждого мощностного ряда большая часть (70-80%) деталей и до 90% технологической оснастки могут быть общими для всех модификаций ДВС данного типа. Производство топливной аппаратуры, всех навесных агрегатов, вкладышей подшипников, поршневых колец и других деталей может быть стандартизировано, унифицировано и сосредоточено на специализированных предприятиях.

Унификация - это многократное применение в машинах одних и тех же элементов конструкции, деталей и узлов. В результате унификации, как было показано на примере создания рядов двигателей, растет объём производства одних и тех же деталей, снижается стоимость их изготовления и уменьшается номенклатура запасных частей. Появляется возможность организации специализированного производства деталей и узлов двигателей. Специализированные предприятия изготовляют такие детали, как поршневые кольца, клапаны, вкладыши подшипников, гильзы цилиндров и пр., а также узлы топливной аппаратуры, пусковых устройств, топливных и масляных фильтров и др. Унификация конструктивных элементов позволяет сократить номенклатуру режущего и монтажного инструмента.

Стандартизация, так же как нормализация и унификация, имеет целью повышение массовости, серийности производства машин и оборудования. Вместе с тем основная задача стандартизации - повышение качества машин и механизмов. Стандартизация это система мероприятий по обеспечению единообразных обязательных свойств изделий и их частей. Стандартизованы, могут быть также материалы, производственные процессы, методы испытаний и единицы измерений, конструкторская документация и пр.

Применение стандартных деталей и узлов повышает качество двигателей, и в особенности надежность, снижает стоимость изготовления и ремонта.

Двигатель как объект производства

Удельная масса двигателя:

Б

Пр

Удельный объём двигателя:

(м³/кВт)

Б (м³/кВт)

Пр (м³/кВт)

Коэффициент конструктивной унификации:

Б

Пр

Коэффициент конструктивной повторяемости:



Б

Пр

2. Двигатель как объект эксплуатации

1. Надежность

Надежность - свойство двигателя безотказно работать в соответствии с назначением в течение установленных сроков при условии, что соблюдаются инструкции по эксплуатации и параметры сохраняются в пределах, оговоренных техническими условиями на поставку двигателя.

Важнейшими показателями понятия надежности изделия являются безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.

Безотказность. Отказ сборочной единицы, детали, двигателя в целом -событие , заключающееся в полной или частичной утере сборочной единицей, деталью, двигателем в целом способности выполнять свои функции при эксплуатации в оговариваемых заводом-изготавителем условиях.

Долговечность. Наработка двигателя (продолжительность или объём работы, измеряемые временем службы в часах, километрах пробега и пр.) от начала его эксплуатации до перехода в предельное состояние называется техническим ресурсом двигателя.

Ремонтопригодность. Ремонтопригодность - свойство двигателя, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость. Немаловажное значение для ДВС имеет такое их свойство, как сохраняемость, т.е свойство сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение всего срока службы.

2. Технические характеристики

*Удельная масса, удельная мощность и габариты

*Применяемые горюче-смазочные материалы и их удельный расход

3. Стоимость ремонта установок с ДВС

*Трудоёмкость ремонта

*Энергоёмкость ремонта

*Взаимозаменяемость запасных частей

Таблица 1-Затраты потребителя на эксплуатацию и обслуживания двигателя

№ п/п	Показатели	Обозначение и размерность	Двигатели
			базовый	проектный
1	Оптовая цена двигателя	Сопт, руб.	7813 952	8233600
2	Оптовая цена топлива за тонну	Ст, руб.	32000	32000
3	Оптовая цена масла за тонну	См,руб.	48000	48000
4	Оптовая цена мазута за тонну	Смаз, руб.	8000	8000
5	Возврат части затрат при сдаче масла на регенерацию за тонну	См1 ,руб.	40000	40000
6	Годовые затраты на обслуживание двигателя	Сo, руб.	703256	741024
7	Сумма накладных расходов	Нo, руб.	914233	963331
8	Затраты на транспортировку	Zтр ,руб.	390698	411680
9	Затраты на кап.ремонт	Zк.р, руб.	2344186	2470080
10	Затраты на переборку	Zпер, руб.	781396	823360
11	Ликвидационная стоимость	Сл, руб.	267750	267750
12	Полная стоимость двигателя	Сп. руб.	8204650	8645280

Расчет показателей таблицы производится по формулам:

Годовые затраты на обслуживание



С_о= 0,09 С_опт

Бруб.

Пр руб.

Сумма накладных расходов

Н_о=1,3С_о

Б руб.

Пр руб.

Затраты на капитальный ремонт

Z_К,Р.=0,3С_опт

Бруб.

Прруб.

Затраты на переборку

Z_пер=0,1С_опт

Б руб.

Пр руб.

Затраты на транспортировку

Z_тр=0,05 С_опт

Б руб.

Пр руб.



Ликвидация стоимости двигателя

С_л=m Ч Ц_о

Ц_о=9000 руб./т

Бруб./кг

Пр руб./кг

Полная стоимость двигателя

=С_опт+Z_тр

Б руб.

Пр руб.

Возврат части затрат при сдаче масла на регенерацию

С_М¹=C_м - С_маз

С_M¹=48000 -8000=40000 руб.

Расчет ремонтопригодности

ПрR



Издержки на ГСМ после ремонта те же, что и до ремонта

Пр R

Показатели ремонтопригодности рассчитываются для базового проектируемого двигателя

U_гсм- издержки на горючесмазочные материалы при эксплуатации двигателя до ремонта

Бруб./кВт.ч

Прруб./кВт.ч

U'_гсм издержки на горючесмазочные материалы при эксплуатации двигателя после ремонта

Б руб./кВт.ч

Пр руб./кВт.ч



- эффективный удельный расход топлива после ремонта, кг/кВт

=1,05

Б кг/кВт

Пр кг/кВт

-эффективный удельный расход масла после ремонта

=1,05

Б кг/кВт

Пр кг/кВт

B_пер=B_пер+1

B_пер=5+1=6

- Коэффициент, учитывающий время на ремонт двигателя,

Расчет суммарных эксплуатационных удельных издержек у потребителя

)

Б/кВт.ч

Пр/кВт.ч



3. Расчет экономической эффективности от усовершенствованного двигателя

Экономическая эффективность новой техники.

Общие требования, предъявляемые к новой технике. Основные показатели ее эффективности. Повышение эффективности производства основано на высоких темпах внедрения новой техники и ускорении научно-технического процесса. Новая техника должна обеспечить экономию общественного труда (живого и овеществленного), рост его производительности. Что позволяет более полно удовлетворять материальные и культурные потребности людей.

Основным критерием экономической эффективности капитальных вложений по народному хозяйству является отношение прироста национального дохода к капитальным затратам на новую технику.

При внедрении новой техники повышаются натуральные и стоимостные показатели эффективности. Натуральными показателями эффективности являются: повышение долговечности и надежности изделий, улучшение их эксплуатационных параметров: высвобождение производственных площадей и организация на них выпуска дополнительной продукции; сокращение числа всех, категорий работающих; сокращение норм расхода материалов; уменьшение удельных норм расхода технологического топлива (пар, газ, силовая электроэнергия и другие виды топлива и энергии для выполнения технологических процессов). К стоимостным показателям относятся уменьшение издержек производства, размер экономического эффекта и срок окупаемости капитальных вложений.

Наряду с экономической эффективностью внедрение новой техники дает значительный социальный эффект, изменяя формы организации, условия, характер и содержание труда.

Решающими показателями экономической эффективности новой техники являются снижение себестоимости единицы продукции и сокращение сроков окупаемости капитальных вложений на новую технику.

Внедрение новой техники должно не только обеспечивать уменьшение затрат на единицу продукции; необходимо так же определять, выгодно ли направлять средства (капиталовложения) на внедрение новой техники.

- коэффициент, учитывающий соотношение производства и долговечности

-коэффициент, учитывающий годовое количество произведённой работы проектируемым двигателем и годовое количество произведённой работы базовым двигателем

)

-коэффициент, учитывающий соотношение долговечности базового двигателя по сравнению с проектируемым двигателем



- нормативный коэффициенты эффективности капиталовложений

Р- доля реновации, рассчитывается для базового и проектируемого двигателя

Т_с - срок службы двигателя

Т - плановый срок сл ужбы двигателя

Б

Пр



Выводы

Расчеты произведенные в курсовом проекте показали, что проектируемый двигатель экономически эффективнее базового, так как:

1. Удельный расход топлива:

- базового 0.219 кг\кВт.ч

- проектируемого 0.217 кг/кВт.ч

2. Удельный расход масла:

- базового 0.00122 кг/кВт.ч

- проектируемого 0.0011 кг/кВт.ч

Проектируемый двигатель надежен, долговечен, ремонтопригоден. Экономический эффект от использования проектируемого двигателя составляет Э = 3001359 руб.



Литература

1. Еленева Ю. А Экономика машиностроительного производства: учебник для студ. высш. учеб. Заведений / Ю. А. Еленева. - 2-е изд., стер. - М.: Издательский центр "Академия", 2007. - 256с.

2. Миронов М. Г., Загородников С. В., Экономика отрасли (машиностроение): учебник / М. Г. Миронов, С. В. Загородников.- М.: ФОРУМ: ИНФРА - М, 2010, - 320с.-(Профессиональное образование).

Размещено на Allbest.ru