1590

Перевод тракторов на биотопливо в ОАО “Агрохимсервис” Рыбнослободского района РТ с разработкой установки для подогрева топлива для трактора МТЗ-82

ID: 216338
Дата закачки: 22 Февраля 2021
Продавец: Shloma (Напишите, если есть вопросы)
    Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Диплом и связанное с ним
Форматы файлов: КОМПАС, Microsoft Word

Описание:
АННОТАЦИЯ

К дипломному проекту на тему: “Перевод тракторов на биотопливо в ОАО “Агрохимсервис” Рыбносло-бодского района РТ с разработкой установки для подогрева топлива для трактора МТЗ-82. “
Дипломный проект состоит из пояснительной записки на листах машинописного текста и графической части на 12 листах формата А1.
Пояснительная записка состоит из введения, шести разделов, выводов, рисунков и таблиц.
В первом разделе дан анализ хозяйственной деятельности.
Второй раздел посвящен обоснованию целесообразности использования рапсового масла в качестве топлива для двигателя Д-243.
В третьем разделе разработана конструкция нагревателя топлива произведены все необходимые расчеты.
В четвертом разделе спроектированы мероприятия по охране труда, произведен расчет регулятора температуры для нагревателя топлива. Предусмотрены мероприятия по безопасности жизнедеятельности в черезвычайных ситуациях.
В пятом разделе предусмотрены мероприятия по защите окружающей среды и предотвращения загрязнений.
В шестом разделе дано экономическое обоснование проектируемых мероприятий. Подсчитан экономический эффект и срок окупаемости капиталовложений.
Пояснительная записка завершается выводами и предложениями.



Содержание

Рецензия…
Аннотация…
Введение…
1.Анализ производственной деятельности ОАО “Агрохимсервис”…
1.1.Географическое месторасположение и природные условия…
1.2.Производственные ресурсы предприятия
1.3.Основные показатели развития хозяйства
1.4.Организационная и производственная структура хозяйства
1.5.Уровень интенсивности экономическая эффективность производства…
2. Технологическая часть…
2.1.Виды топлива…
2.2.Показатели дизельного топлива и рапсового масла
2.3.Расчет годового расхода топлива…
2.4.Тепловой расчет двигателя…
2.4.1.Процесс впуска…
2.4.2.Процесс сжатия
2.4.3.Процесс сгорания…
2.4.4.Процесс расширения…
2.4.5.Процесс впуска…
2.4.6.Индикаторные показатели работы двигателя…
2.4.7.Эффективные показатели работы двигателя…
2.5.Тепловой баланс двигателя
2.5.1.Общее количество теплоты…
2.5.2.Теплота ,эквивалентная эффективной работы…
2.5.3.Теплота передаваемая окружающей среде…
2.5.4.Теплота уносимая с отработавшими газами…
2.5.5.Неучтенные потери теплоты
3.Проектирование конструкции нагревателя…
3.1.Анализ существующих конструкций
3.2.Конструирование нагревателя биотоплива
3.3.Расчет основных параметров теплопередающего элемента…
3.4.Выбор позистора…
3.4.1.Общие сведения…
3.4.2.Расчет потребной мощности позистора
3.4.3.Подбор позистора…
4.Раздел безопасности жизнедеятельности…
4.1.Безопасность жизнедеятельности на производстве
4.1.1. Анализ состояния труда в ОАО «Агрохимсервис» Рыбно- Слободского района РТ……
4.1.1.1. Анализ состояния и организационная структура безопасности труда…
4.1.1.2. Анализ травматизма и затрат…
4.1.1.3.Анализ состояния безопасности труда при эксплуатации трактора….
4.1.1.4. Анализ состояния безопасности труда при обслуживании системы питания…
4.1.1.5.Выводы по анализу…
4.1.2.1. Планирование организационных мероприятий
4.1.2.2 План улучшения условий труда водителя при работе на тракторе МТЗ-82
4.1.2.3.Расчет регулятора температуры…
4.1.2.4.Требования безопасности к конструкции установки и ее эксплуатации…
4.1.2.4.1. Признак размещения…
4.1.2.4.2. Требования безопасности…
4.1.2.5. Разработка инструкций безопасности труда для водителя при работе на тракторе МТЗ-82
4.1.2.6. Выводы по планированию
4.1.3 Общие выводы…
4.2 Анализ состояния безопасности жизнедеятельности предприятия в чрезвычайных ситуациях…
4.2.1 Географическое расположение объекта
4.2.2 План ГО на предприятии…
4.2.3 Анализ состояния противопожарной безопасности на предприятии…
4.2.4 Защита рабочих и населения при возникновении чрезвычайных ситуаций…
5. Экологические показатели хозяйства…
5.1.Анализ общего состояния охраны окружающей среды в хозяйстве…
5.2 Воздействие продуктов сгорания биотоплива на окружающую среду…
6 .Технико-экономические показатели проекта…
6.1. Расчет затрат на переоборудование трактора…
6.2. Экономическое обоснование технологии применения конструкции………
6.2.1 Расчет массы конструкции определяется по формуле
6.2.2 Определение балансовой стоимости новой конструкции по Формуле…
6.3. Расчет дополнительных капитальных вложений в машинно-тракторном парке …
6.4.Расчет уровня эксплуатационных затрат…
Библиографический список…
Спецификации…



3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ НАГРЕВАТЕЛЯ

3.1 Анализ существующих конструкций подогревателей топлива

При проектировании подогревателя топлива произвел поиск по патентным фондам с глубиной до 40 лет. Так же изучил конструкции и работу существующих подогревателей топлива в литературе по автотракторным двигателям.
 Среди всех рассмотренных подогревателей выделил несколько наиболее перспективных для модернизации и усовершенствования.
 Подогреватель топлива по авторскому свидетельству №1160089 листа .

1-корпус; 2-перегородка; 3,4-топливная и обогревательная камеры; 5,6-подающий и отводящий патрубки для топлива соответственно;7,8-подающий и отводящий патрубки для жидкости соответственно; 9-электронагреватель; 10-привод; 11-блок управления; 12-поплавок;13-пластина;14-тензоэлемент;15-провода;16-теплоизолирующий материал.
Рисунок 3.1 Устройство для подогрева жидкого топлива в двигателе внутреннего сгорания.



Устройство для подогрева жидкого топлива в двигателе внутреннего сгорания. Перед пуском двигателя, так как топливо, подаваемое в двигатель не подогрето, блок 11(рисунок 3.1) управления подключает электронагреватель 9 к источнику питания, в связи, с чем топливо, находящееся в топливной камере 3, нагревается и обеспечивает легкий пуск и устойчивую работу двигателя в режиме прогрева. После прогрева двигателя обогревающая жидкость, проходящая через обогревательную камеру 4, через криволинейную перегородку 2 передает тепло жидкому топливу, проходящему через камеру 3.Так как перегородка 2 выполнена криволинейной, то обеспечивается высокая эффективность теплообмена между топливом и жидкостью.
 Жидкое топливо, подаваемое через подводящий патрубок 5 в нижнюю часть топливной камеры 3, подогре¬вается теплом охлаждающей жидкости и электронагревателя 9 и, поднимаясь вверх, подается к дозирующему прис¬пособлению (не показано) системы пи¬тания через отводящий патрубок 6. С увеличением температуры подогрева топлива его плотность понижается, в связи с чем при заданной температуре топлива поплавок 12 смещается вниз, а тензоэлемент 14 выдает на вход блока 11 управления сигнал, по ко¬торому электронагреватель 9 отключается от источника питания. После этого подогрев жидкого топлива осуществляется теплом обогревающей жидкости, проходящей через обогре¬вательную камеру 4. Если тепла, от¬водимого от жидкости, не хватает для подогрева топлива до заданной температуры, то вследствие увели¬чившейся плотности топлива поплавок 12 поднимается вверх, а тензоэлемент 14 подает сигнал на вход бло¬ка 11 управления, обеспечивающего подключение электронагревателя 9 к источнику питания. После подогрева топлива до заданной температуры электронагреватель 9 отключается от источника питания, как описано.
 Отрицательный эффект данной конструкции заключается в том, что оно не обеспечивает равномерного нагрева топлива. Это снижает точность поддержания температуры топлива, особенно при пуске двигателя и его работы в условиях низких температур окружающей среды.
 Подогреватель топлива по авторскому свидетельству №2030621 листа .


1-теплоизолированный топливопровод;2-бак; 3-емкость;4-теплоизолированный материал; 5-электродвигатель; 6-вал;7-крыльчатка;8-позисторы;9 - полая цилиндрическая кассета; 10,13-перемычки; 11,12,24 - положительный и отрицательные контакты; 14-пробка; 15,17-клеммы; 16,18,21-электропровода; 19-источник тока; 20-корпус контакт; 22-контакт; 23,25-диэлектрические прокладки. 
Рисунок 3.2 Подогреватель топлива.
Подогреватель топлива работает следу¬ющим образом. Перед запуском двигателя автотранспортного средства при низких температурах включается источник тока 19(рисунок 3.2). Это может быть, как бортовая электрическая система автотранспортного средства, так и любой внешний источник тока. При прохождении тока через нагрева¬тельные элементы (позисторы) 8, они нагреваются и нагревают окружающие их парафинированное топливо. Электрический ток, проходя через позисторы 8, приводит в действие устройство механического пере¬мешивания, например, электродвигатель 5 с мешалкой 7, которая, вращаясь, переме-шивает топливо в емкости 3, обеспечивая, таким образом, конвективный теплообмен между движущимся топливом и позисторами 8, что существенно уменьшает период тепловой подготовки системы топливоподачи к запуску. При нагреве топлива до задан¬ной температуры и обеспечении требуемой жидкотекучести, которая является характе-ристикой позисторов 8, Они отключаются ("запираются"), т.е. сопротивление позисто¬ров 8 возрастает, как минимум, в тысячу раз, что снижает силу тока после позисторов 8 до такой степени, что электродвигатель 5 отклю¬чается и перемешивание топлива не происхо¬дит. При этом также отключается сигнальная лампочка (не показана), что свидетельствует о готовности системы топливоподачи к запуску. После этого, производится запуск двигателя автотранспортного средства на необходимом для запуска количестве подогретого в емко¬сти 3 топливе.
При снижении температуры топлива уменьшается сопротивление позисторов 8, они пропускают электрический ток, которых их нагревает и приводит в действие элект¬родвигатель 5 с крыльчаткой 7 для переме-шивания и ускорения прогрева топлива. Таким образом, кроме тепловой подготовки топлива непосредственно перед пуском, по¬догреватель автоматически поддерживает температуру топлива при работе двигателя автотранспортного средства. При этом це¬лесообразно подключать подогреватель топлива к бортовой электрической системе, а при запуске, особенно при разряженной аккумуляторной батарее целесообразно по-догреватель подключать к внешнему источ¬нику тока. При замерзании топлива и отказе электродвигателя его перемешивание про¬изводится вручную, рукояткой (не показа¬на), соединенной с валом 6 крыльчатки 7. Термоизоляция емкости 3 и топливопрово¬да 1 позволяет экономить расход электро¬энергии и уменьшить потери тепла.
Предлагаемый подогреватель позволя¬ет обеспечить быстрый прогрев необходи¬мого запаса топлива для гарантированного" запуска двигателя. Включение электродви¬гателя с мешалкой последовательно после позисторов позволяет не только перемеши¬вать топливо, но главное позволяет обеспе¬чить автоматизацию процесса тепловой подготовки топлива без электронных эле¬ментов как например, подогреватели на ба¬зе полевых транзисторов, которые очень сложны и дорогостоящи. Стоимость изго¬товления предлагаемого подогревателя в 12-15 раз меньше транзисторного. Кроме этого, применение в качестве нагреватель¬ных элементов позисторов позволяет обес¬печить пожароопасность подогревателя. Применение в практике зимней эксплуатации подобных подогревателей, позволяет по экспериментальным данным уменьшить на 10.-15% расход топлива, снизить токсич¬ность отработанных газов на 15-20%. сни¬зить простои по техническим причинам. При этом существенно сокращается продолжи¬тельность и трудоемкость тепловой подго¬товки двигателя при низких температурах.
 Отрицательным качеством данной конструкции является то, что, электродвигатель соединен последовательно с позисторами и в случае выхода из строя позисторов электродвигатель перестает работать. Также необходимость установки электродвигателя удорожает и усложняет конструкцию подогревателя.
 Подогреватель топлива по авторскому свидетельству №2022150 листа

1-корпус; 2,3-основной и дополнительный термоэлектропроводящие элементы соответственно; 4-полупроводниковые нагреватели; 5-цанговый фиксатор; 6,7-токопроводящие контакты; 8-пружина; 9,14-верхняя и нижняя крышки соответственно; 10,15-подводящий и отводящий штуцера соответственно; 11,12,13-отверстия; 16-прокладка; 17-иглообразные выступы; 18,19-выступы.  
Рисунок 3.3 Устройство для подогрева жидкости.
Устройство для подогрева жидкости. Устройство подключают к источнику пи¬тания ДВС при минусовой температуре ок¬ружающего воздуха перед запуском ДВС "при помощи контактов 6 и 7(рисунок 3.3). Ток проходит через токопроводящую пружину 8, дополни¬тельные термоэлектропроводящие элемен¬ты 3, достигает полупроводниковых нагревателей 4, которые, нагреваясь, отда¬ют тепло элементам 2 и 3, Вследствие того, что термоэлектропроводящие элементы вы¬полнены в виде отдельных пластин, послед¬ние всей поверхностью участвуют в передаче тепла от нагревателя к жидкости.
 Холодное топливо поступает в корпус 1 через расположенные в верхней крышке 9 корпуса штуцер 10 и отверстия 11. Обтекая размещенные в корпусе 1 элементы 3 с иглообразными выступами 19, топливо нагре¬вается и направляется к отверстиям 12. При этом отверстия 12 расположены на¬против нагревателей 4, чтобы поток топли¬ва, обтекая их, обеспечивал максимальный теплосъем. Через отверстия 12 нагретое топливо перетекает на нижнюю часть эле¬мента 2 и, перемещаясь от периферии к центру, обтекает иглообразные выступы 17, нагреваясь еще больше.Отвод нагретого топлива осуществляет¬ся через отводящий штуцер 15.Конструкция достаточно сложная, что приводит к снижению надежности ее работы.
Подогреватель топлива по авторскому свидетельству №2052150 листа

1-корпус;2-нагревательный элемент; 3,4-контактные болты; 5-кожух; 6-спираль; 7-турбулизатор; 8-прокладка.
Рисунок 3.4 Саморегулирующийся подогреватель топлива.
Саморегулирующийся подогреватель топлива. Посредством болтов 3 и 4 подогрева¬тель электрически соединяют с электроси¬стемой подвижного транспортного средства и оставляют постоянно включен¬ным. При неработающем двигателе движе¬ния топлива через подогреватель нет. Та часть топлива, которая находится в подогре¬вателе, нагревается и передает часть тепло¬ты через прокладку 8 керамическому нагревательному элементу (позистору) 2, ко¬торый при этом увеличивает свое сопротивление, и ток в цепи снижается. За счет термосифонной передачи теплоты от топли¬ва в подогревателе к топливу в баке проис¬ходит периодическое самовключение нагревателя с незначительным значением тока в цепи. Во время запуска и при даль¬нейшей работе двигателя теплообмен в по¬догревателе возрастает и керамический нагревательный элемент 2 (позистор) более длительное время находится в "открытом" состоянии и ток в цепи нагревателей при этом максимальный. При этом основной нагрев происходит от работы нихромовой спи¬рали 6. По мере нагревания часть теп¬лоты передается по корпусу через проклад¬ку 8 к позистору и сопротивление в цепи увеличивается, что приводит к снижению тока, а следовательно, и мощности подогре¬вателя. Для более интенсивного уравнения температуры в подогревателе и его равно¬мерного нагрева служит турбулизатор 7.
 Данная конструкция не обеспечивает немедленного прогрева топлива, что приводит к простою транспорта для прогрева топлива.
 Подогреватель топлива по авторскому свидетельству №2002095 листа.
Устройство для подогрева топлива и стабилизации его температуры. Топливо поступает через штуцер 18 в кольцевой сборник 21(рисунок 3.5). Далее через окна топливо поступает в канал 8, где омывает термочувствительный элемент 7 и затем че¬рез штуцер 5 подается в топливную систему двигателя.
 Если температура топлива ниже необ¬ходимой, то обечайка 11, закрепленная на силовом штоке 9, перекрывает окна ряда, расположенного в зоне кольцевого сборни¬ка 21. Топливо из сборника 21 через канал 19, где оно через стенку корпуса 1 нагрева¬ется за счет теплоты жидкости системы ох¬лаждения, и окна, размещенные у днища 2 корпуса 1, поступает во внутреннюю по¬лость, образованную направляющей 3, обе-чайкой 11 и днищем 2. а затем в канал 8.

 1-корпус; 2-днище; 3-направляющая; 4-наконечник; 5-штуцер для отвода топлива; 6-крепежный элемент; 7-термочувствительный элемент;8-цилиндрический канал; 9-силовой шток; 10-винт; 11-обечайка; 12-водяная рубашка; 13-днище водяной рубашки; 14-зазар; 15,19-канал; 16-щтуцер для подвода жидкости; 17-щтуцер для отвода жидкости; 18-штуцер для подвода топлива; 20-внутренная полость; 21-кольцевой сборник.
Рисунок 3.5 Устройство для подогрева топлива и стабилизации его температуры.
 Если температура топлива повышается выше необходимой, то силовой шток 9 тер¬мочувствительного элемента 7 перемещает закрепленную на нем обечайку 11 влево, полностью или частично перекрывая окна, расположенные у днища 2 и открывая окна, размещенные в зоне кольцевого сбор¬ника 21, открывая доступ топлива непосред¬ственно из сборника 21 в канал 8.
Таким образом, осуществляется стаби¬лизация температуры топлива на выходе из устройства.
Подогрев топлива в канале 19 осущест¬вляется за счет теплоты жидкости системы охлаждения двигателя, поступающей через штуцер 16 в зазор 14, затем в канал 15 и штуцер 17.
Данная конструкция подогревателя имеет низкую точность регулирования.
Проанализировав все рассмотренные конструкции подогревателей топлива, установил, что все они имеют свои недостатки. Таким образом, новая конструкция подогревателя топлива должна быть достаточно надежна, обеспечивать необходимую температуру нагрева топлива при минимальных затратах энергии. Так же она должна быть проста в изготовлении и обслуживании, экономически обоснованной.







3.2 Конструирование нагревателя биотоплива
Подогреватели для топливных систем двигателей автомобилей и трак-торов, работающих на дизельном и биодизельном топливе при низких темпе¬ратурах.[1 ,3,5]
 Прогрева требуют почти все элементы топливной системы - топливные баки, фильтры тонкой и грубой очисток топлива и топливопроводы (от бака до топливных насосов).
 В случае промерзания указанных элементов топливных систем запуск дви¬гателя без предварительного подогрева вообще становится невозможным (даже при хорошо прогретом блоке самого дизеля). Поэтому при использовании рап¬сового масла наряду с жидкостными подогревателями, обеспечивающими про¬грев блока холодного двигателя, должны быть предусмотрены подогреватели топлива и в элементах топливной системы. Самым эффективным по доступности и простоте конструкции следует признать электроподогрев от аккумуляторной батареи, причем в течение корот¬кого времени с тем, чтобы сильно не разряжать при этом саму батарею.
Нагреватель топлива трактора содержит корпус 1(рисунок 3.6) в виде цилинд¬рической трубы с патрубком для подвода и патрубком для отвода топлива и разме¬щенный внутри корпуса 1 соосно ему теплопередающий элемент в виде трубы 2 с фланцами 3 и 4 для циркуляции теплоноси¬теля системы выпуска дизеля. Для правильной установки трубы 2, в корпусе 1 используется штифт 5. На наружной поверхности трубы между патрубками корпуса1 выполнены многозаходные винтовые ребра 6 образующие в межтрубном пространстве винтовые кана¬лы 7, которые сообщены с патрубками. На наружной поверхности корпуса, вдоль него между патрубками размещены элект¬ронагревательные элементы (позисторы) 8. Они установлены в гнездах на корпусе и фиксируются контактной пластиной 9. соединенной положительной клеммой источ¬ника питания, и тепловым экраном 10 с помощью винтов . Напротив позисторов вершины 12 ребер усечены таким образом, что между ними и внутренней поверхностью корпуса образованы продольные каналы (зазор) 11, проходное сечение которых со¬ставляет предпочтительно 2-4% общего проходного сечения винтовых каналов 9. Вершины остальной части ребер в попереч¬ном сечении корпуса по его периметру со¬пряжены с внутренней поверхностью корпуса.
Нагреватель работает следующим об¬разом. Перед запуском двигателя подают электропитание на нагреватель. Под дейст¬вием тепла, выделяемого позисторами, про¬греваются стенки, между которыми образован продольный зазор, и это обеспе¬чивает разрушение парафиновых фракций, прокачиваемость топлива через него, уве¬ренный пуск и работу дизеля на холостом ходу. При этом эффект прогрева топлива от позисторов усиливается прогревом его от выхлопных газов. В дальнейшем по мере прогрева двигателя, нагреватель полностью разблокируется от парафинов, движе¬ние топлива осуществляется по всему проходному сечению, нагреватель выходит на рабочий режим и позисторы отключают.
При прогреве двигателя, когда движение топлива осуществляется по всему проход¬ному сечению внутри корпуса нагревателя, выполнение ребер, сопряженных вершинами с внутренней поверхностью корпуса на большей части периметра его поперечного сечения, способствует дополнительному по¬вышению эффективности работы нагревате¬ля. Наибольшая эффективность достигается в том случае, если проходное сечение про¬дольного канала 11 составляет от 2-4% общего проходного сечения винтового канала внутри корпуса.
Таким образом, использование комби¬нации оребренной (на большей части про¬ходного сечения) и неоребренной (в виде продольного зазора) поверхностей в на¬правлении движения топлива при наличии позисторов напротив этого зазора обеспе¬чивает повышение эффективности работы нагревателя, как следствие, повышение надежности пуска двигателя при отрица¬тельных температурах окружающего возду¬ха и надежную работу в послепусковой период.



1- корпус; 2 - теплопередающий элемент; 3,4 - фланцы для циркуляции выхлопных газов; 5 - штифт; 6 - винтовые ребра;7 - винтовые каналы; 8 - позисторы; 9- контактная пластина; 10 - крышка; 11-продольные каналы (зазор);12 -вершины ребер.
Рисунок 3.6 Нагреватель биотоплива.
 Целью выполнения конструкторской части является расчет проектируемого нагревателя топлива, а именно размеров его основной детали - теплопередающего элемента. Так же необходимо выбрать позистор для обеспечения необходимых условий нагрева топлива для его дальнейшей эксплуатации.
 



Размер файла: 6,9 Мбайт
Фаил: (.rar)

Скачать

Добавить в корзину

Занесено в корзину

        Коментариев: 0

Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них.
Опять не то? Мы можем помочь сделать!

Некоторые похожие работы:

К сожалению, точных предложений нет. Рекомендуем воспользоваться поиском по базе.