Инновационная гидромеханическая трансмиссия городского транспорта

На арках передних колес рекомендуется использовать дополнительный слой звукоизолятора «Сплэн» поверх второго слоя шумопоглотителя. Это вызвано тем, что арки подвержены не только вибрациям и воздушному шуму, но и механическому воздействию от отлетающего гравия, камней и т.п. Используется «Сплэн» 4мм или 8мм.

5.4 Инвентаризация вредных выбросов в атмосферу

Ущерб окружающей среде автомобиля оценивается с учетом условий ее эксплуатации и определяется за счет загрязнения атмосферы вредными выбросами от двигателя внутреннего сгорания.

Настоящая методика предназначена для инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

Расчёт выбросов загрязняющих веществ в атмосферу может осуществляться по упрощенной детализированной расчётной схеме, представленной в [4]. Упрощенная расчётная схема используется при инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух при наличии данных о топливопотреблении. Топливопотребление для расчета выбросов может приниматься по фактическим данным, по среднестатистическим данным, по паспортным данным машины, по установленным нормативам расхода топлива. Сбор и анализ среднестатистических данных проводят специализированные профильные организации. в соответствии с утвержденными нормативными документами.

Расчеты по упрощенной схеме выполняются для следующих загрязняющих веществ:

СО - оксид углерода;

VOC - углеводороды в пересчёте на ;

- оксиды азота в пересчёте на ;

РМ - твёрдые частицы;

- диоксид серы;

- диоксид углерода;

- метан;

NMVOC - неметановые углероды;

- аммиак;

- закись азота.

Детализированная расчётная схема основана на данных по удельным выбросам загрязняющих веществ с отработавшими газами с использованием определенных классификационных принципов, учитывающих мощностные диапазоны, возрастные категории, вид рабочего процесса применяемого двигателя. Расчеты по детализированной расчетной схеме выполняются для вышеперечисленных загрязняющих веществ. За единицу времени при расчете выбросов загрязняющих веществ принимается машино-ч.

По упрощенной схеме выброс i-го загрязняющего вещества за 1 машино-ч рассчитывается по формуле:

(5.3)

где - потребление моторного за 1 машино-ч, (кг/машино-ч); - выброс i-го загрязняющего вещества при сгорании 1 кг топлива, (г/кг). Значения приведены в табл. 1.

Топливопотребление по паспортным данным определяется по формуле:

(5.4)

где - номинальная мощность двигателя машины данной марки, (кВт); - коэффициент использования мощности двигателя данной машины; - удельный расход топлива двигателя на режиме номинальной мощности, (г/(кВт•ч)). Коэффициент использования мощности применяется равным 0.6

Таблица №5.3

Значение удельных выбросов при сгорании 1 кг дизельного топлива

В детализированной расчетной схеме масса выброса i-го загрязняющего вещества (в граммах) за 1 машино-ч работы рассчитывается по формуле

(5.5)

где - паспортное значение номинальной мощности двигателя дорожно-строительной машины j-го типа, (кВт); - среднее значение выброса i-го загрязняющего вещества на единицу мощности двигателя дорожно-строительной машины j-го типа (базовый удельный выброс), (г/(кВт•ч)); - коэффициент старения (коэффициент учета возраста машины); - коэффициент, учитывающий вид рабочего процесса двигателя. Базовые удельные выбросы приведены в табл. 5.4.

Таблица №5.4 Базовые удельные выбросы загрязняющих веществ дорожно-строительных машин с дизелями

* В скобках указаны значения для машин российского производства

Коэффициенты изменения величин удельных выбросов загрязняющих веществ за 1 год (коэффициенты учета возраста машины, Кс) приведены в табл. 5.5

Таблица №5.5

Коэффициенты старения (коэффициенты учета возраста машины)

Поправочные коэффициенты () для удельных выбросов в зависимости от рабочего процесса, используемого в двигателе, приведены в табл. 5.6.

Таблица 5.6 Поправочные коэффициенты для различных видов рабочего процесса, используемого в двигателе

Расчет годового времени работы ДСМ производится по формуле:

(5.6)

где Т - годовой режим эксплуатации машины, машино-ч/год; 365 - количество дней (в данном случае и в последующем изложении под словом «день» следует понимать «сутки») в году; - количество выходных (включая праздничные) дней в неделе; М - количество суточных перерывов в работе машины в течение года или рабочего сезона - для сезонно занятых машин, связанных соответственно с погодными условиями - ветер, дождь, отрицательная температура, промерзание грунта; Р - количество перерывов, связанных с ремонтом, техническим обслуживанием, включая перевозку машин до ремонтных баз и обратно; П - количество перерывов, связанное с перебазировкой машины с одной строительной площадки (базы ме-анизации) на другую строительную площадку (базу механизации).

Показатели М, Р, Л устанавливаются на основе среднегодовых статистических данных о работе машин. - нормативная продолжительность рабочей смены, машино-ч/смена. - коэффициент сменности работы машины в течение года, смена/день. исчисляется как отношение времени, отрабатываемого машиной за сутки в среднем в течение года (машино-ч/день), к нормативной продолжительности рабочей смены (машино-ч/смена).

Для ориентировочных расчетов предлагается использовать рекомендуемые показатели годового режима работы. Расчет годового выброса при использовании упрощенного м хода производится следующим образом. Определяется годовой выброс отдельной машины выбранного расчетного типа:

(5.7)

где - годовой выброс j-го загрязняющего вещества, (кг/год); - масса выбросов i-го загрязняющего вещества от одной ДСМ j-го расчетного типа, определенная по упрощенному методу, (г/машино-ч); - фактическое или расчетное (нормативное) время работы машины j-го расчетного типа в течение года, машино-ч.

Суммарный годовой выброс загрязняющих веществ оцениваемой совокупности машин (парк предприятия, город, регион и т.д.),(т/год) при использовании упрощенного метода определяется по формуле 5.8:

(5.8)

где - определяется по (п3.5); В - количество машин j-го расчетного типа в оцениваемой совокупности машин; J - количество расчетных типов машин в рассматриваемой совокупности.

Расчет годового выброса при использовании детализированного метода производится следующим образом. Определяется годовой выброс отдельной машины выбранного расчетного типа, установленного мощностного диапазона, возраста и вида рабочего процесса двигателя машины. По формуле:

(5.9)

где - годовой выброс i-го загрязняющего вещества от одной машины j-го расчетного типа, установленного j-го мощностного диапазона, с-го возраста и d-ro вида рабочего процесса двигателя (при укрупненных расчетах вид рабочего процесса двигателя допускается не учитывать), (кг); - масса выбросов j-го загрязняющего вещества от одной машины j-го расчетного типа, определенная по детализированному методу, (г /машино-ч); - фактическое или расчетное (нормативное) время работы машины j-го расчетного типа в течение года, машино-ч.

Суммарный годовой выброс i-го загрязняющего вещества от всех машин j-го расчетного типа различных мощностных диапазонов и возраста определяется по формуле

(5.10)

где MГmcij - годовой выброс i-го загрязняющего вещества от одной машины данного расчетного типа, установленного мощностного диапазона и возраста, (кг); С - количество групп машин, на которые разбита вся совокупность машин по возрастному критерию; М - количество групп ДСМ, на которые разбита вся совокупность ДСМ по мощностному критерию.

Суммарный годовой выброс (MГij) i-го загрязняющего вещества оцениваемой совокупности машин (парк предприятия, город, регион и т.д.) при использовании детализированного метода определяется по формуле 5.11:

(5.11)

где J - количество типов машин в оцениваемой совокупности; МГij - определяется по формуле (5.8).

Определим выбросы заменяемого штатного двигателя Mercedes-Benz Sprinter мощностью 190л.с. и двигателя ВАЗ-11113 мощностью 32л.с.

По упрощенной схеме выброс i-го загрязняющего вещества за 1 машино-ч рассчитывается по формуле 5.12:

(5.12)

где - потребление моторного за 1 машино-ч, (кг/машино-ч); - выброс i-го загрязняющего вещества при сгорании 1 кг топлива, (г/кг). Значения приведены в табл. 1.

где - потребление моторного за 1 машино-ч, (кг/машино-ч); - выброс i-го загрязняющего вещества при сгорании 1 кг топлива, (г/кг). Значения приведены в табл1

Производим расчет выбросов штатного двигателя, мощностью 190 л.с.

Производим расчет выбросов двигателя ВАЗ-11113, мощностью 32 л.с

Занесем результаты расчетов в таблицу для наглядности.

Таблица 5.6.

Выбросы двигателей (в граммах) за 1 час работы автомобиля.

Расчет годового выброса при использовании детализированного метода производится по формуле 3.7. Определяется годовой выброс отдельной машины выбранного расчетного типа, установленного мощностного диапазона, возраста и вида рабочего процесса двигателя машины. По формуле 5.13:

(5.13)

где - годовой выброс i-го загрязняющего вещества от одной машины j-го расчетного типа, установленного j-го мощностного диапазона, с-го возраста и d-ro вида рабочего процесса двигателя (при укрупненных расчетах вид рабочего процесса двигателя допускается не учитывать), (кг); - масса выбросов j-го загрязняющего вещества от одной машины j-го расчетного типа, определенная по детализированному методу, (г /машино-ч); - фактическое или расчетное (нормативное) время работы машины j-го расчетного типа в течение года, машино-ч.

Производим годовой расчет выбросов штатного двигателя, мощностью 190 л.с.

Производим годовой расчет выбросов двигателя ВАЗ-11113, мощностью 32 л. с

Таблица 5.7

Выбросы двигателей (в килограммах) за 1 год работы автомобиля

Суммарный годовой выброс i-го загрязняющего вещества от всех машин j-го расчетного типа различных мощностных диапазонов и возраста определяется по формуле 5.14

(5.14)

где MГmcij - годовой выброс i-го загрязняющего вещества от одной ДСМ данного расчетного типа, установленного мощностного диапазона и возраста, (кг); С - количество групп ДСМ, на которые разбита вся совокупность ДСМ по возрастному критерию; М - количество групп ДСМ, на которые разбита вся совокупность ДСМ по мощностному критерию. Суммарный годовой выброс (MГij) i-го загрязняющего вещества оцениваемой совокупности машин (парк предприятия, город, регион и т.д.)

Суммарный годовой выброс двигателя Mercedes-Benz Sprinter равняется

Суммарный годовой выброс двигателя ВАЗ-11113 равняется

Занесем в таблицу суммарное количество выбросов за год работы.

Таблица 5.8

Суммарное количество выбросов за год работы (в тоннах):

Как видно из расчета, количество выбросов в год от устанавливаемого двигателя ВАЗ-11113 мощностью 32 л.с. будет меньше в 3.11 раза, чем у штатного двигателя микроавтобуса Mercedes.

Общие выводы

В рамках дипломного проекта была спроектирована инновационная гидромеханическая трансмиссия городского транспорта.

Была решена проблема снижения установочной мощности двигателя внутреннего сгорания автомобиля при сохранении динамических свойств транспортного средства.

Были произведен проведен поиск аналогов, описан принцип работы гидромеханической трансмиссии, произведены необходимые расчеты, составлена и рассчитана гидравлическая схема трансмиссии.

Созданная система энергосберегающего привода городского транспорта позволила решить поставленные задачи, а именно снизить установочную мощность двигателя, уменьшить выбросы вредных веществ и снизить потребление невозобновляемых природных ресурсов.

Оценка экономической эффективности проекта показала, что окупаемость модернизированного автобуса наступает уже при половине величины производства стандартных микроавтобусов. Чистый дисконтированный доход (прибыль за 5 лет производства с учетом льгот) получился положительный и составляет 1 миллиард 228 миллионов рублей.

В рамках ПЭБ была произведена инвентаризация вредных выбросов в атмосферу. Суммарный годовой объем выбросов уменьшился в 3 раза.

Список использованных источников

1. Проектирование трансмиссий автомобилей: Справочник/Под общ. ред. А.И. Гришкевича. - М.: Машиностроение, 1984, - 272с.,

2. Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия: учебн. пособие для спец. «Автомобили и тракторы» под общ. Ред. А.И. Гришкевича. - Мн.: Высшая школа, 1985, - 240с.,

3. Атлас конструкций гидромашин и гидропередач: учебн. пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов /Б.М. Бим-Бад, М.Г. Кабаков, В.Н. Прокофьев и др. - М.: Машиностроение, 1990, -136с.,

4. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом: учебник/под общ. Ред. Н.И. Иванова. - М.: Университетская книга, Логос, 2008, - 424с.,

5. Расчет редукторных механизмов в трансмиссиях автомобилей: метод. указания по курсовому проектированию для студентов специальности 190506 «Автомобильный транспорт» /сост. Н.Н. Воронин; CПбГАСУ. - СПб., 2010, -82с.,

6. Стесин С.П., Яковенко Е.А. - Лопастные машины и гидродинамические передачи: учебник для студентов вузов по специальности «Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика». - М.: Машиностроение, 1990, - 240с.,

7. Кабаков М.Г., Стесин С.П. Технология производства гидроприводов. » - М.: Машиностроение, 1974, - 192с.,

8. Краткий автомобильный справочник. НИИАТ. -9-е изд., перераб. . - М.: Транспорт, 1982, - 464с.

9. Силовой привод колес полноприводного автомобиля с автоматической системой , д.т.н. Шухман С.Б ., д .т.н., проф. Бахмутов С.В., Маляревич В.Э. МГТУ « МАМИ», ОАО « НАМИ- Сервис».

10. Прочко Е. И., Курмаев Р.Х., Анкинович Г .Г . (ГНЦ ФГУП НАМИ; ОАО «НАМИ- Сервис»)

Размещено на Allbest.ur