Проект модернізації конструкції шатуну автомобільного двигуна (стр. 6 из 7)

(40)

МПа

Запас міцності в перетині визначаємо по межі утоми за формулами (41) і (42)

= (41)

=

(42)

Величини запасу міцності показують, що прийняті розміри стрижня шатуна забезпечують працездатність і, отже, проектовану деталь можна виготовляти у виробництві.

3 Економічний розділ

3.1 Удосконалення конструкції двигуна, вузла

Визначається ступенем використання робочого обсягу й оцінюється літровою потужністю N_л, квт/л. Літрову потужність визначаємо по формулі (43)

(43)

Для базового двигуна

кВт/л

Для проектованогодвигуна

кВт/л

Міра використання робочого обсягу складає

(44)

Літрова потужність залежить від середнього ефективного тиску, числа оборотів, колінчатого вала, тактності двигуна. У проектованого двигуна ці параметри вище, тому і використання робочого обсягу на 20,029% вище.

3.2 Поліпшення працездатності автомобіля

Визначається зручністю керування, динамічними і швидкісними якостями автомобіля й оцінюється питомою потужністю N_g, кВт/кг Питома потужність визначаємо по формулі (45)

(45)

де Ga – маса автомобіля, кг

Для базового двигуна

кВт/кг

Для проектованогодвигуна

кВт/кг

Міру поліпшення динамічних якостей автомобіля визначаємо по формулі (46)

(46)

Питома потужність проектованого двигуна менше потужності базового двигуна на 1,9%, отже, динамічні якості автомобіля з проектованим двигуном ( час розгону до 100 км/год, максимальна швидкість ) менше, ніж у базового.

3.3 Зниження шкідливих викидів в атмосферу

У газах, що відробили, є присутнім визначена кількість токсичних речовин.

У карбюраторних двигунах при повному згорянні палива продукти згоряння складаються з чадного газу СО, вуглекислого газу СО₂, водяника пари Н₂О, надлишкового кисню Н₂ і азоту N₂. Шкідливими для людини і навколишнього середовища з них є чадний газ СО, азот N₂ і вуглекислий газ СО₂.

М_токс = Мсо₂ + М_N2 + М_СО, (47)

де Мсо₂ – кількість окису вуглецю, кмоль/кг;

М_N2 – кількість азоту. кмоль/кг;

М_СО – кількість чадного газу, кмоль/кг

М_токс = 0,0569 + 0,368 + 0,0143 = 0,4362 кмоль/кг

При роботі двигуна на повній потужності за одну годину обсяг відпрацьованих газів складе (48)

М_в = М_токс× G_т, (48)

де Мв – кількість відпрацьованих газів при роботі двигуна на повній потужності за одну годину, кмоль/год;

G_т – годинна витрата палива, кг/г.

Годинна витрата палива показує, яку кількість палива вимагає одна година роботи двигуна на номінальному режимі.

Для базового двигуна

М_вбаз = 0,439 × 12,8 = 5,619 кмоль/год

Для проектованого двигуна

М_впр = 0,439 × 10,75 = 4,719 кмоль/год

Міра зменшення токсичних речовин у відпрацьованих газах визначаємо по формулі (49)

(49)

Досконалість протікання робочого процесу, застосування багатоелектродних свічей, рециркуляція відпрацьованих газів дозволяє зменшити кількість токсичних речовин відпрацьованих газів у проектованому двигуні на 25,627 %, у порівнянні з базовим

3.4 Зменшення матеріалоємності

Визначається досконалістю конструкції, раціонального вибору матеріалу і технології виготовлення й оцінюється літровою масою. Літрову вагу визначаємо по формулі (50)

(50)

Для базового двигуна

кг/л

Для проектованого двигуна

кг/л

Оцінює досконалість конструкції двигуна і якість матеріалів, які йдуть на виготовлення.

Міра зменшення матеріалоємності визначаємо по формулі (51)

(51)

Конструкція проектованого двигуна не більш досконалою, тому що використання матеріалів збільшилося на 7,857%.

3.5 Визначення питомої матеріалоємності

Визначається зниженням маси використовуваного матеріалу й оцінюється питомою вагою. Питому вагу визначаємо по формулі (52)

(52)

Для базового двигуна

кг/кВт

Для проектованого двигуна

кг/кВт

Оцінює легкість конструкції і ступінь форсування двигуна.

Міра зниженням маси використовуваного матеріалу визначаємо по формулі (53)

(53)

Питома матеріалоємність проектованого двигуна менше питомої

матеріалоємності базового двигуна, що вказує на більш ощадливий розподіл матеріалу.

3.6 Визначення питомої енергоємності

Оцінюється питомою ефективною витратою палива gе, г/кВт*год, показує яка кількість палива йде на одержання одиниці потужності за одиницю часу.

Відповідно до технічної характеристики базового двигуна питома ефективна витрата палива

gе_баз = 287,5 г/кВт×ч.

За результатами теплового розрахунку для проектованого двигуна питома ефективна витрата палива

gе_пр = 289,39 г/кВт×год

Міру поліпшення питомої енергоємності визначаємо по формулі (54).

(54)

Енергоємність проектованого двигуна на 0,657% нижче, ніж у базового, що негативно характеризує проектований двигун

3.7 Визначення економії матеріальних ресурсів

Умовно річна економія Е_{усл.рік} за рахунок зниження палива, що витрачається, визначається по формулі (55)

Е_{усл.рік} = (Gт_баз – Gт_пр) × Fg × Ц, (55)

де Fg – дійсний фонд роботи двигуна в 2005 році, ч;

Ц –ціна за 1 кг палива, грн.

Fg = Fн × (1 –

) (56)

де Fн – номінальний фонд робочого часу. Згідно розрахунків міністерства праці, номінальний фонд при 5 денний 40 годинному робочому тижні для 2004 року складає 2004 годин, α – відсоток утрат часу.

α = 5 – 20%.

Ц = 2.9грн

Fg = 2004 × (1 – (

) = 1903.8 г

E_{усл.рік} = (12,8 – 10,75) × 1903,8 × 2,5= 9756,975 грн

Визначення зменшення оплати податку Е_нал, грн

Е_нал = (V_баз – V_пр) × П^’, (57)

де П^’ – ставка податку за 1000 дм³

П^’ = 4 грн на 100 см³ у рік

Е_нал = (1090 - 908) ×

= 7,28грн

Результати розрахунків економічного розділу заносимо в таблицю 3.1

Таблиця 3.1 – Економічні показники

Найменування економічних показників	Позначення	Параметри двигунів
		Базового	Проектованого	%
1 Питома вага, кг/кВт	GN	2,626	2,36	10,129
2 Літрова вага. кг/л	Gл	90,36	97,46	-7,857
3 Ефективна питома витрата палива, г/кВт*год	gе	287	289,39	-0,657
5 Питома потужність кВт/кг	Ng	0,052	0,053	-1,9
6 Літрова потужність. кВт/л	Nл	34,4	41,29	20,029
7 Ефективна потужність, кВт	Nе	37,5	37,5	0

Висновок – розрахунки показують, що основні економічні параметри проектованого двигуна мають більш високе значення, чим у базового. Умовно-річна економія склала 9756,975 грн.