9 Технико-экономические показатели 250
9.1 Исходные данные для расчётов 250
9.2 Оценка издержек при производстве базовой и проектируемой конструкций 253
9.3 Определение затрат при эксплуатации проектируемой и базовой конструкции 255
9.4 Расчёт экономической эффективности и конкурентоспособности проектного решения 267
10 Требования охраны труда и техники безопасности 281
10.1 Требования безопасности 281
10.2 Правила эксплуатации проектируемого дизеля 282
10.3 Инструкция по охране труда для руководителей и специалистов отдела главного конструктора 287
10.4 Инструкция по охране труда для испытателей двигателей экспериментального цеха 292
10.5 Требования к системам, узлам и агрегатам 303
10.6 Требования техники безопасности при производстве гильзы блока цилиндров 304
Заключение 309
Список использованных источников 310
Приложение А 313
Введение
Общая мощность поршневых ДВС составляет 80-85% мощности всех энергоустановок мировой энергетики. На автомобильном, железнодорожном, водном транспорте, в сельском хозяйстве, в строительстве, средствах малой механизации и ряде других областей поршневой ДВС как источник энергии не имеет альтернативы. Мировое производство только автомобильных двигателей превысило 60 миллионов единиц в год. Количество производимых малоразмерных стационарных двигателей также превышает десятки миллионов в год. За последние несколько десятилетий поршневые ДВС достигли высокой степени совершенства и в ближайшее время не предвидится их массовая замена на какой-либо альтернативный источник механической энергии.
Развитие двигателестроения идет и в направлении совершенствования таких характеристик двигателя как снижения шума, вибрации, эксплуатационной экономичности, увеличения удельной мощности, повышения моторесурса и надёжности. Значение и конкретные пути решения каждой из перечисленных проблем зависят от области применения двигателя. Однако проблемы, связанные с воздействием на окружающую среду и с эффективностью преобразования энергии, являются важнейшими. Будущее поршневого двигателя будет в значительной степени зависеть от возможности его адаптации к новым требованиям касающихся этих пунктов.
Целесообразно, чтобы вновь создаваемый двигатель являлся одним из элементов мощностного ряда, что обусловит сокращение сроков освоения новой конструкции и повышение качества изготовления двигателя. Однако несмотря на все преимущества, связанные с внедрением разработанных типажей, в качестве базовой модели может быть принята принципиально новая и целесообразная с технико-экономической точки зрения конструкции двигателя. Непрерывное форсирование современных двигателей по удельной мощности сопровождается ростом температур и напряжений в их деталях. Поэтому большую роль при создании современных двигателей приобретают расчёты на прочность.
1 Патентно-информационный поиск по спецзаданию
Ознакомимся лишь с современными типовыми схемами реализации высокого наддува. Но перед его изложением вкратце напомню основные проблемы реализации турбонаддува.
Процесс реализации турбонаддува полон компромиссов. С одной стороны, система наддува должна обеспечивать высокие давления уже при низких частотах вращения и быстро реагировать на смену нагрузки при ускорении без ощутимых «турбо ям». Но при низких частотах вращения из-за низкого расхода выхлопных газов создается незначительное давление наддува, а инертность турбокомпрессора определяет низкую приёмистость двигателя. Решением этой проблемы могло бы быть применение турбокомпрессора малых размеров.
С другой стороны, на высоких частотах вращения необходимо иметь высокий расход воздуха, с которым маленький турбокомпрессор уже не справляется. Необходим турбокомпрессор большего размера.
Таким образом, для работы двигателя во всем диапазоне частот вращения одного компрессора не достаточно. Это в основном касается бензиновых двигателей со стехиометрической стратегией управления, диапазон частоты вращения которых значительно больше, чем у дизелей, и которые имеют значительно меньший расход газов на частичных нагрузках.
Описанные проблемы становятся все более выраженными с ростом давления наддува. Из рисунка 1.1 видны значительно более низкий крутящий момент на низких частотах, а также более плохая динамическая характеристика двигателя с высоким наддувом. Чем выше давление наддува, тем больше разница мощностей между установившимися и переходными режимами работы двигателя. Кроме того, диапазон частоты вращения, соответствующий максимальному значению среднего эффективного давления, в случае высокого наддува ниже.
Необходимо иметь также ввиду более высокую чувствительность двигателей с высоким наддувом к условиям окружающей среды. Особенно это проявляется при сложных условиях, например, при большой высоте (низкая плотность воздуха) и низких температурах (увеличенное трение, незначительная энтальпия отработавших газов).
Рисунок 1.1 – Схематическое сравнение одноступенчатого обычного и одноступенчатого высокого наддува (газотурбинный наддув) [2]