Разработка стенда для обкатки ДВС легковых автомобилей

Однако процент экономии топлива может быть выше и составлять от 8 до 25 % благодаря индивидуальному подходу к настройкам двигателя. Например, анализ и корректировка систем питания, зажигания и параметров выхлопных газов при оценке мощностных характеристик двигателя на холостом ходу может привести к оптимальным настройкам и позволить сэкономить от 3 до 9,5 % топлива на загородных маршрутах и до 25 % в городских условиях (с остановками и разгонами). На экономию топлива значительное влияние оказывают состояние двигателя, правильная настройка угла зажигания (для карбюраторных двигателей) и угла впрыска топлива (для дизельных двигателей) и т.д. Тщательная настройка может уменьшить расход топлива на 7 %. Правильная прогонка и испытания двигателя также улучшают состояние деталей с минимальным износом. Оценка эффективности внедрения и эксплуатации средств ТО и ТР пока имеет определенные недостатки, обусловленные в основном отсутствием системы учета их влияния на технико-экономические показатели автотранспорта. Ключевыми показателями успешности ТО и ТР являются повышение качества технического воздействия и, следовательно, надежности эксплуатации автомобилей, улучшение производственной культуры и информационная ценность в контексте управления производственными процессами. Выявление эффективности использования средств ТО и ТР возможно лишь при условии грамотного их выбора с учетом подвижного состава, подготовки производственной площади для моторного участка и наличия подготовленных кадров. Для обеспечения методологического единства в расчетах следует использовать методику, представленную в "Рекомендациях по расчету экономической эффективности использования средств технического обслуживания и ремонта в автомобильном транспорте". Индикаторы экономической эффективности использования средств ТО и ТР включают: структуру расходов на ремонт и восстановление, производительность труда, себестоимость и рентабельность, уровень накладных расходов, годовую экономию и годовой экономический эффект, период окупаемости и коэффициент эффективности дополнительных капиталовложений.7.2 Расчет стоимости основных производственных ресурсов и дополнительных капитальных вливанийОпределение стоимости основных производственных ресурсов производится по следующему выражению в рублях:Сор = Сиз + Сов + Спр + С'из + С'ов + С'пр, (9.1)где Сиз, С'из – стоимость уже имеющихся и дополнительно планируемых или модернизированных заданий в рублях; Сов, С'ов – стоимость существующего и дополнительного вводимого оборудования в рублях; Спр, С'пр – стоимость существующих и ново вводимых в производство инструментов и приспособлений в рублях.Оценка дополнительного оборудования в рублях:С'ов = Цов • Иц • Кдоп, (9.2)где Цов – оптовая цена конкретного оборудования согласно прайс-листу в рублях за единицу; Иц – коэффициент изменения цен в данный период, Иц = 1,5%; Кдоп – коэффициент дополнительных издержек, включая коммерческую наценку, установку и запуск оборудования, равный 1,32…1,60.С'ов = 36000 • 1,5 • 1,4 = 75600 руб.Определение стоимости новых инструментов, приспособлений и инвентаря согласно формуле:С'пр = Спр_уд • Иц • F, (9.3)где Спр_уд – удельные затраты на инструменты, приспособления и инвентарь на 1 квадратный метр площади в рублях; F – площадь рабочей зоны в квадратных метрах.С'пр = 25 • 1,5 • 288 = 10800 руб.Подставив значения в формулу (9.1), получим:Сор = 1500000 + 1300000 + 50000 + 75600 + 10800 = 2936400 руб.Расчет дополнительных капитальных вливаний по формуле:Кдоп = С'ов + С'пр, (9.4)Кдоп = 75600 + 10800 = 86400 руб.7.3 Калькуляция себестоимости продукции моторного участка АТППолная себестоимость продукции определяется по формуле:С = (Сзп нач. + Сзч + Срм + Соп + Сох + Свн + Сн)/N, (9.5)где Сзп нач. – тарифный фонд оплаты труда рабочих моторного участка с начислениями, руб.; N – количество условных обслуживаний, усл.обсл.Сзп нач. = (Спр + Сдоп) • Ксоц, (9.6)где Спр – тарифный фонд оплаты труда, руб.;Спр = zч • Т • Кт, (9.7)где zч – часовая тарифная ставка по среднему 4 разряду, руб./чел.-ч; Т – общая трудоемкость ремонтно-технических работ, чел.-ч; Кт – коэффициент, учитывающий доплату к основной заработной плате за сверхурочные и другие работы, равный 1,05…1,10.Часовую тарифную ставку по 4 разряду определим по формуле:Zч = (z • N'р)/Nр, (9.8)где z – часовая тарифная ставка для оплаты труда рабочих 4 разряда, руб./чел.-ч; N'р – количество рабочих 4 разряда, чел.; Nр – общая численность работников моторного участка, чел. Zч = (4,82 • 5)/10 = 2,41 руб./чел.-чПодставим данное значение в формулу и определим тарифный фонд оплаты труда: Спр = 2,41 • 3725,3 • 1,1 = 9875,8 руб.Определим дополнительную оплату по формуле:Сдоп = (Спр ∙ Удоп)/100, (9.9)где Удоп – дополнительная плата в % к тарифному фонду, составляющая 55…80 %. Сдоп = (9875,8 ∙ 70)/100 = 6913,1 руб.Подставим значения Спр и Сдоп в формулу: Сзп нач. = (9875,8 + 6913,1) ∙ 1,36 = 22832,9 руб.Определим затраты на запасные части, руб.: Сзч = 156370 руб.Затраты на ремонтные материалы, руб.:Срм = 0,01 ∙ Сзч ∙ Урм, (9.10)где Урм – затраты на ремонтные материалы в % к затратам на запчасти, равный 5…6 %. Срм = 0,01 ∙ 156370 ∙ 5 = 7818,5 руб.Общепроизводственные накладные затраты берутся в % от суммы предыдущих (19 %), т.е.Срм = (22832,9 + 156370 + 7818,5) ∙ 0,19 = 35534,1 руб.Общехозяйственные расходы определим по формуле:Сох = 0,01 ∙ Сзп нач. ∙ Уох, (9.11)где Уох – общехозяйственные расходы, соответствующие 55…75 % от затрат на оплату труда рабочих с начислениями. Сох = 0,01 ∙ 22832,9 ∙ 60 = 13699,74 руб.Внепроизводственные расходы определим по формуле:Свн = 0,01 ∙ (Сп + Соп + Сох) ∙ Увн, (9.12)где Сп – сумма прямых затрат, руб.; Соп – сумма общепроизводственных расходов, руб.; Сох – общехозяйственные расходы, руб.; Увн – внепроизводственные расходы, 0,5…1,0 %. Свн = 0,01 ∙ (21440,9 + 35534,1 + 13699,74) ∙ 0,8 = 565,4 руб.Нормативные накопления принимаются в размере 5…8 % от суммы всех затрат, т.е.Сн = (Сзп нач. + Сзч + Срм + Соп + Сох + Свн) ∙ 0,8, (9.13)Сн = (22832,9 +156370 + 7818,5 + 35534,1 + 13699,74 + 565,4) ∙ 0,8 = 18945,65 руб.Подставим в формулу все выше найденные значения и определим себестоимость продукции: С = (22832,9 +156370 + 7818,5 + 35534,1 + 13699,74 + 565,4 + 18945,65)/250 = 1023,1 руб.7.4 Расчет дополнительных экономических показателей эффективности ремонта и технического обслуживанияПоказатель интенсивности использования производственной площади, выраженный в рублях на квадратный метр:У = (ЦРТО ∙ N)/Sзд, (9.14)где ЦРТО – стоимость ремонта или технического обслуживания одного изделия, руб.; Sзд – площадь производственного здания, м2.У = (15000 ∙ 250)/288 = 13020,83 руб./м2 или У = 250/288 = 0,87 ед./м2Рассчитаем коэффициент фондоотдачи:Fотд = (ЦРТО ∙ N)/Сопф, (9.15)где Сопф – стоимость основных производственных фондов согласно проекту, руб.Fотд = (15000 ∙ 250)/2936400 = 1,28Определим фондоемкость в рублях на одно изделие:Fе = Сопф/ N, (9.16)Fе = 2936400/250 = 11745,6 руб./ед.Рассчитаем производительность труда, выраженную в рублях на одного работника:ПТ = (ЦРТО ∙ N)/Nр, (9.17)ПТ = (15000 ∙ 250)/10 = 375000 руб./чел.ПТ = 250/10 = 25 ед./чел.Оценим уровень приведенных затрат с учетом коэффициента эффективности капитальных вложений:Сприв = С + Ен ∙ Куд, (9.18)где Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (0,15); Куд – удельные капитальные вложения или фондоемкость, руб./ед. РТО.Сприв = 1023,1 + 0,15 ∙ 11745,6 = 2784,94 руб./ед.Вычислим годовую экономию:Эгод = (С0 – С1) ∙ N, (9.19)где С0, С1 – себестоимость обслуживания за последние 3 года и по проекту, руб.; N – объем обслуживания автотранспорта, ед.Эгод = (1325,7 – 1023,1) ∙ 250 = 75650 руб.Вычислим годовой экономический эффект:Егод = Эгод – Ен ∙ Кдоп, (9.20)где Кдоп – дополнительные капитальные вложения по проекту, руб.Егод = 75650 – 0,15 ∙ 86400 = 62690 руб.Определим период окупаемости дополнительных капитальных вложений:Ток = Кдоп/Эгод, (9.21)Ток = 86400/75650 = 1,14 годаРассчитаем коэффициент эффективности дополнительных капитальных вложений по двум формулам:Еэф = Эгод/Кдоп = 1/Ток, (9.22)Еэф = 1/1,14 = 0,88Так как значение Еэф больше нормативного коэффициента Ен (0,15), рассматриваемый вариант дополнительных капитальных вложений является эффективным.Таблица 7.1 Показатели экономической эффективности проектаНаименование показателяВ АТП за 2017-2020 г.ПроектныйИнтенсивность использования производственной площади, руб./м216218,9313020,83Фондоотдача1,61,28Фондоемкость, руб./ед. ТРО14630,511745,6Производительность труда, руб./чел.467105375000Себестоимость, руб./ед. РТОПриведенные затраты, руб./ед. РТО3468,962784,94Годовая экономия, руб.75650Годовой экономический эффект, руб.62690Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений, лет1,421,14Коэффициент эффективности дополнительных капитальных вложений0,70,887.5 Устройство стенда для обкатки двигателейСтенд включает в себя две основные части: станцию для приложения нагрузки и привода, а также компьютер для управления. По желанию заказчика, он может быть дополнительно оснащен гибкими жаропрочными рукавами для системы удаления выхлопных газов от двигателей автомобилей.Станция для приложения нагрузки и привода выполняет следующие функции. Она предназначена для установки и закрепления двигателя внутреннего сгорания (ДВС), системы охлаждения, датчика крутящего момента и электродвигателя привода. Этот электродвигатель соединяется с ДВС и передает вращение на коленчатый вал во время холодной обкатки, а также создает нагрузку во время горячей обкатки.Станция для приложения нагрузки и привода (см. рисунок 2.7) имеет станок 1, на котором расположены направляющие 10 с четырьмя винтовыми опорами 4 (для установки ДВС используются две из трех направляющих). Также здесь есть стойка 11 для датчика крутящего момента 6, и стойка 2 для радиатора 3 с диффузором автономной системы охлаждения. Необходимо отметить также приводной электродвигатель 8.1) главный вид2) вид сверху3) вид сбоку со стороны радиатора охлаждения1 – рама стенда; 2 –кронштейн радиатора; 3 – радиатор; 4 – винтовая опора; 5 – карданный вал стенда; 6 – датчик крутящего момента; 7 – виброизолирующие опоры, 8 – приводной электродвигатель, 9 – испытуемый двигатель внутреннего сгорания; 10 – направляющие стенда; 11 – опора датчика крутящего моментаРисунок 7.1 - Стенд для обкатки ДВСУстановка поддерживающих винтовых опор 4, способных регулироваться по высоте, позволяет осуществлять их поперечное передвижение по направляющим. Для упрощения этого передвижения винтовых опор между основаниями и направляющими, применяются фторопластовые прокладки.Направляющие 10 обладают свободной способностью передвигаться в продольном направлении по станине без каких-либо наклонов или искажений. Для достижения этой цели на каждую направляющую с обеих сторон установлены роликовые блоки, каждый из которых включает два подшипника. Для регулировки натяжения роликовых блоков используются специальные пружины, которые обеспечивают их правильное положение (возможно, также использование фторопластовых прокладок). Важно отметить, что после сборки роликов с применением рессор, необходимо разгружать рессоры после завершения обкатки и снятия двигателя со стенда. Для этого достаточно ослабить болты, которыми направляющие закреплены на станине.Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 9 устанавливается на винтовые опоры 4, регулировка высоты которых проводится в соответствии с требованиями. В этом процессе можно использовать как стандартные кронштейны, так и оригинальные элементы, предназначенные для данной модели ДВС или автомобиля.Приводной электродвигатель 8 соединяется с маховиком двигателя, который находится в процессе обкатки на стенде, с использованием специального соединительного устройства (см. рисунок 7.2).1 –карданный вал; 2 –промежуточный фланец; 3 – ротор датчика; 4 – полумуфтаРисунок 7.2-Крепление датчика крутящего моментаБлок контроля давления и температуры.Устройство для контроля давления и температуры, известное как блок контроля давления и температуры (БКДТ), выполняет важную роль в слежении за уровнем давления масла и температурой охлаждающей жидкости в системах двигателя внутреннего сгорания (ДВС).Архитектура БКДТ включает набор индикаторов, сгруппированных внутри панельного блока и расположенных в прочном металлическом корпусе. Компоненты включают в себя датчик давления ММ370, который соединен проводами и разъемом, и два датчика температуры ТМ 100В с соответствующими проводами и разъемами. Панельный блок прикрепляется к стенде, а информация с датчиков также отображается на экране персонального компьютера.Для измерения статических и динамических крутящих моментов на неподвижных или вращающихся валах используется датчик крутящего момента Т10F. Этот датчик опирается на принцип измерения сдвиговых деформаций. Конструктивное исполнение датчика в фланцевой форме позволяет снизить габаритные размеры вдоль оси вращения, а высокая жесткость ротора практически исключает проблему резонансных колебаний в зависимости от условий применения. Преимущество также заключается в отсутствии подшипников и контактных колец, что минимизирует необходимость в обслуживании датчика.Более подробные характеристики этого датчика доступны в приложении.7.6 Расположение и монтаж стендаНа месте, где будет установлен обкаточный стенд или в отдельном помещении, предназначенном для этой цели, необходимо обеспечить следующее оборудование: подъемные механизмы для транспортировки и установки (или снятия) двигателей и других компонентов автотранспорта, систему для отвода выхлопных газов, а также систему с ловушками для утилизации утечек воды или масла. Для обеспечения нормальной атмосферной циркуляции помещение должно быть оснащено принудительной системой вентиляции, а над обкатываемым двигателем рекомендуется установить локальную систему вытяжной вентиляции (например, вращающийсявоздухоотвод). Кроме того, помещение должно иметь доступ к сжатому воздуху и электроэнергии.Система для отвода выхлопных газов должна быть оснащена клапанами для регулирования давления, а также предусмотрены технологические отверстия для чистки в местах изгибов трубопровода.Расположение места для установки нагрузочно-приводной станции и компьютера управления определяется заказчиком стенда в соответствии с имеющимися площадями, с учетом стандартных норм размещения технического оборудования и требований безопасности.Необходимо подготовить площадку для установки стенда, включая создание необходимых коммуникаций и закрепление анкерных болтов.После этого стенд для обкатки должен быть установлен на анкерные болты, а также на виброизолирующие опоры типа ОВ-31.Приводной электродвигатель должен быть соединен с силовым кабелем через частотный регулятор для точного контроля нагрузки.Чтобы обеспечить безопасную работу, все компоненты стенда, такие как электродвигатель и станина, должны быть надежно заземлены. Заземляющий провод должен иметь сечение не менее 10 мм².После установки стенда необходимо подключить его ко всем сетям, обеспечивающим нормальное функционирование (например, системе отвода выхлопных газов), а также заполнить автономную систему охлаждения и другие необходимые системы.7.7Подготовка стенда к работеПредварительные действия перед подключением стенда к электрической сети должны быть проведены на выключенном стенде, за исключением случаев, когда обязательно требуется электроснабжение для проведения работ.Следует произвести очистку от консервационной смазки с компонентов стенда.Подлежит проверке надежность крепления сборочных блоков и деталей на стенде.Для подключения питания следует включить пульт управления в электрическую сеть (380 В, 50 Гц). Переключатель на пульте следует перевести в верхнее положение "ВКЛ".Перед включением стоит проверить напряжение и частоту питающей сети. Важно учитывать, что трехфазная сеть (380 В, 50 Гц) должна обеспечивать работу асинхронного двигателя до 55 кВт с падением напряжения при включении нагрузки, не превышающим 5%.Подготовка к подключению приводного электродвигателя включает:Высушивание электродвигателя в течение 12-24 часов при температуре 18-20°C;Заземление электродвигателя через специальный зажим;Снятие защитного кожуха (подвижной и неподвижной части);Отсоединение карданных валов.Электродвигатель подключается к сети и проверяется правильность подключения. Направление вращения ротора следует проверить (должно быть по часовой стрелке, смотря со стороны ДВС). Для изменения направления вращения можно поменять местами два вывода.После проверки направления вращения следует присоединить карданный вал, гарантированно закрепив его болтами с помощью отгибных шайб. Сборку кардана следует проводить при отключенном электропитании.Необходимо удостовериться в надежности заземления стенда, а также проверить работоспособность всех его компонентов и систем. Также следует осуществить проверку системы подачи топлива к стенду.ЗаключениеВ процессе выполнения курсовой работы была осуществлена глубокая доработка структуры агрегатного отделения на станции технического обслуживания с учебной площадкой для проведения обкатки двигателей. В соответствии с перечнем операций, выполняемых в данном отделении, было произведено подборка соответствующего технологического оборудования, а также определено количество и квалификация необходимого персонала. Площадь агрегатного отделения составила 42,3 м2, в то время как участок для проведения обкатки двигателей занимает 18,76 м2. Эта разработанная структура подходит для применения на любой станции технического обслуживания легковых автомобилей, которая планирует внедрить процесс обкатки двигателей.В конструкторском разделе был разработан стенд для тестирования и обкатки двигателей легковых автомобилей на трёх различных режимах. Были подготовлены чертежи сборки данной конструкции на стенде.Составленное руководство по эксплуатации позволит даже малоквалифицированному персоналу ознакомиться с конструкцией стенда и упростить процесс его эксплуатации и возможного ремонта.Список литературыМогила В.П. Предупреждение производственных травм на автотранспортных предприятиях.Черепанов С.С. Оборудование для текущего ремонта.Колчин А.В., Бобоков Ю.К. Новые средства и методы диагностирования автотранспортных двигателей.Королев Н.К. Обеспечение эксплуатационной надежности автотранспортных средств.Кравчик А.Э. и др. Асинхронные двигатели серии 4А. Справочник.Черноиванов В.И. Техническое обслуживание и ремонт машин в сельском хозяйстве.Татаринов В.Ф. От ГАЗ-03-30 до Икарусов. Проспект.Горячев А.Д. Совершенствование технологии авторемонтных работ.Гапонов В.Д. Оборудование и оснастка для ремонта и обслуживания автомобилей.Канарев Ф.М. Охрана труда.Митрохин Н.Н. Проектирование автотранспортных предприятий.Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя.Суханов Б.Н. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. Пособие по дипломному проектированию.Инструкция по эксплуатации и обслуживанию автобусов Икарус-250.59, Икарус-256.54, Икарус-260.27 и Икарус-280.33.Губарев,А. В. Конструкция автомобилей : конспект лекций : учеб. для студентов вузов, обуч. по специальности "Автомобиле- и тракторостроение". Ч. 1.Малкин, В. С. Устройство и эксплуатация технологического оборудования предприятий автомобильного транспорта.Пехальский, А. П. Устройство автомобилей : учебник.Третьяков А.М., Петров А.Д. Справочник молодого слесаря по технического обслуживанию и ремонту автомобилей.Авторское свидетельство № 2107175 Российская Федерация, МПК4F02B 79/00, G01M 15/00. Стенд для обкатки и испытания двигателя внутреннего сгорания.Тахтамышев, Х.М. Основы технологического расчета автотранспортных предприятий : учеб.пособие для вузов.Автомобильная энциклопедия Кирилла и Мефодия : соврем.мультимедиа-энциклопедия : 8 CD-ROM forWindows. Д. 5. BMV. Volkswagen.Правила оформления выпускных квалификационных работ по программам подготовки бакалавра и специалиста: учеб.-метод. пособие.Епишкин, В.Е. Проектирование станций технического обслуживания автомобилей: Учебное пособие по дисциплине «Проектирование предприятий автомобильного транспорта».Петин, Ю.П. Технологический расчёт станций технического обслуживания автомобилей: Метод.указания.Епишкин, В.Е. Выпускная квалификационная работа бакалавра: учебно-методическое пособие для студентов направлений подготовки.Петин, Ю.П. Технологическое проектирование предприятий автомобильного транспорта.Петин, Ю.П. Технологическое проектирование предприятий автомобильного транспорта.Епишкин, В.Е. Выпускная квалификационная работа бакалавра: учебно-методическое пособие для студентов направлений подготовки.ОНТП 01 - 91. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий автомобильного транспорта.Руководство по ремонту, эксплуатации и техническому обслуживанию автомобилей Шевроле-Нива.ПРИЛОЖЕНИЕА