Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

вина является достаточно распространенным и недорогим химикатом который при нагреве выделяет аммиак , тот в свою очередь расщепляет окислы азота на азот и кислород не представляющий опасности для окружающей среды. За расходом мочевины следит контролер впрыска работающий с учетом параметров работы двигателя , получаемых от основного электронного блока.

Расход мочевины составляет 3,5см³ на 1 литр топлива. Желательно применять топливо с пониженным содержанием серы. Классификация предлагаемых топлив рассмотрена в приложении 1. Химический процесс протекает непосредственно в глушителе выпускной системы.

Входе процесса происходит реакция окисления азота NO и NO₂ с мочевиной NH₃ , в результате получаем безвредный азот и водяной пар. Дополнительно водяной пар выходя из глушителя связывает между собой механические примеси сажи , тем самым утяжеляя их , не позволяя подниматься в воздушное пространство.

4.2. Расчет потребляемых компонентов

для работы окислительного нейтрализатора

Для осуществления нормальной работы системы необходимы два основных компонента , которые позволят достаточно полно входить в реакцию окисления азота:

а) определяем необходимое количество мочевины , согласно того что нормальная горючая смесь 1 : 15 на 1 кг топлива необходимо 15 кг воздуха. Так как в воздухе 71,2% азота может найти количество азота поступающего в цилиндр при сжигании 1 кг топлива.

M_a= (m_в * m_a^|)/100, кг (4.1)

где

M_a – масса азота, кг ;

m_a^| - массовая доля азота в 1 кг воздуха ;

m_в – масса воздуха, кг ;

М_а =(15 * 71,2)/100= 10,62 кг.

Определяем количество оксидов азота поступающего в выпускную систему. Среди оксидов азота наибольшую часть занимают NO и NO₂ процент содержания их около 93% . Зная что двигатель КамАЗ – 740 по удельному расходу топлива составляет 156г/кВт*ч , определяем количество кВт*ч , полученных при сжигании 1 кг топлива :

В_е^| = (m_T * E)/m_e , кВт*ч (4.2)

где

m_T – масса топлива, г ;

Е – энергия мощности кВт*ч ;

m_e – удельная масса топлива, г ;

В_е^| =1000*1/156=5,1 кВт*ч

Согласно анализу выбросов оксидов азота двигателя КамАЗ – 740 узнаем , что выделяется суммарное количество оксидов азота NO_х при сжигании 156г топлива равное 16 г/кВт*ч. Определим количество оксида азота при сжигании 1кг топлива :

m_a = в_е^| * m_y , г (4.3)

где

m_y – удельная масса NO_x на кВт*ч ;

m_a^| = 16 *5,1 = 81,6 г

Отсюда , согласно химическим реакциям , для расщепления 100гр NO_x необходимо 4,09г мочевины , т.к. при сжигании 1кг топлива получаем 81,6г NO_x ; то используя пропорцию получим необходимое количество мочевины для выполнения реакции с NO_x при сжигании 1кг топлива

m_M = (m_M^| * m_a^|)/100, кг (4.4)

где

m_M – масса мочевины ;

m_M^| - масса мочевины необходимая для реакции со 100 гр NO_x

m_M = (4,09 *81,6)/100= 3,5г = 0,035кг

б) определяем необходимое количество воздуха на 1кг топлива.

Для качественного распыления мочевины требуется соблюдать пропорцию 1:(23…27) отсюда получим уравнение

m_в = m_m*m_в^| , кг (4.5)

где

m_в – количество воздуха , необходимое для распыления 1кг мочевины.

m_в = 0,035 *25 = 8,75кг.

4.3. Технологические расчеты

4.3.1. Расчет топливного насоса .

Рабочее давление топливного насоса Р _б.р= 0,3 Мпа , т.к насос способен повышать давление на 0,05 – 0,12 Мпа , то принимаем 3^х ступенчатый насос .

Секундный расход топлива :

U_б = Be /(3,6рт); см³/с (4.6)

где р_т = 0,76 г/см³

U_б = 24,5 /(3,6*0,76) = 8,9 см³/с

Расчетная производительность насоса :

U_б.р = U_б/  ; см³/с (4.7) где  =0,82 – коэффициент подачи насоса

U_б.р = 8,9/0,82 = 10,1см³/с

Р адиус входного отверстия крыльчатки :

r₁= U_б.р/(*С₁)+r₀² ; м (4.8)

где С₁ = 1 – скорость дизельного топлива на входе в насос , м/с

r₀ = 0,005 – радиус ступицы крыльчатки , м.

r ₁ = 10,1* 10^-6 /(*0,1)+0,005² = 7,5 * 10^-3м

Окружная скорость потока дизельного топлива на выходе из колеса :

U₂ = 1+ tg _ctg P_б /(p +_h) ; м/с (4.9)

где угол ^; а угол ₂=45⁰

_h=0,65- КПД насоса

U₂= 1+tg 10⁰*ctg 45⁰ = 0.1*10⁶/(760*0.65) =15.4 м/с

Радиус крыльчатки колеса на выходе

r₂ = 30U₂/n; м (4.11)

где n – частота вращения крыльчатки

r₂ = (30 * 15.4)/(6000) = 0.0245 м

Окружная скорость входного потока :

U₁ = U₂r₁/r₂ ; м/с (4.12)

U₁ = 15,4 * 0,0075 /0,0245 = 4,7м/с

Угол между скоростями С₁ и U₁ принимается _^; при этом tg_C₁/U₁ , tg _/4,7 = 0,0914 , ^^

Ширина лопатки на входе :

в₁ = U_б.р / (( 2r₁ – z_/sin_) * C₁) (4.13)

где z = 4- число лопаток на крыльчатке насоса ,

_0,001 – толщина лопаток у входа , м.

в₁ = (10,1 *10^-6)/( 2 * 0,075 – 4,0 * 0,001/sin5⁰13^| )

Радиальная скорость потока на выходе из колеса :

С _r= (P_б * tg _/ (P_Т * _h * U₂) ; м/с (4.14)

С_r =(0,1 * 10⁶ *tg10⁰)/(760 * 0,65 *15,4)= 2,3 м/с

Ширина лопасти на выходе :

В₂ = U_б.р /((2r₂ – z_/sin _C₁ ); м (4.15)

B₂ = (10,1*10^-6)/(( 2 0,0245 – 4 * 0,001 /sin45⁰) * 2,3) = 0,0038м

Мощность потребляемая насосом :

N_б.н= (U_б.р * Р_)/(1000 * _м); кВт (4.16)

N _б.н = ((10,1*10^-6)*(0,3*10^-6))/1000*0,82 = 0,0037 кВт

4.3.2. Расчет форсунки.

Цикловая подача в объемных единицах :

U_ц = (ве *Ре *Т *10³)/ (120 * n * i * _т); мм³/цикл (4.17)

где

ве – удельный расход топлива при максимальной мощности ;

Ре – максимальная мощность ;

Т – тактность двигателя ;

h - частота вращения коленчатого вала ;

i – количество цилиндров ;

_т – удельный вес топлива ;

U_ц = (340 * 122 * 4 * 10³ ) / (120 * 2200 * 8 * 0,760) = 62мм³/цикл

Средняя скорость истечения топлива ;

W = ( 2 /P_т )Р_впр ; м/с (4.18)

где Р_впр=0,3 Мпа

W = ( 2/760 ) * 0,3 = 28,1 м/с

П лощадь истечения топлива ;

S_ф = U_ц/ ; мм² (4.19)

где  = 0,6 – коэффициент расхода ;

S_ф = 62/0,6 * 28,1 = 4,49 мм²

4.3.3 Подбор емкости для мочевины.

Стандартная емкость для топлива составляет 250л зная расход мочевины на литр топлива , расчитаем необходимое количество мочевины на бак топлива.

V_б.м = V_б * m_m , л (4.20)

где

V_б.м - объем бака мочевины ;

m_m – расход мочевины на 1л топлива ;

V_б – объем бака ;

V_б.м =250 * 0,035 = 1 л

Принимаем бачек емкостью 1 литр.

4.4.Расчет на прочность пружины.

1.Опредилим крутящийся момент:

М_z=P_max (D/2) ;Н * мм (4.21)

М_z= 25(5/2)= 62,5 Н*мм

поперечная сила

Q_y = P (4.22)

Касательные напряжения от кручения распределены по поперечному сечению, то есть достигают наибольшего значения max _z в точках контура и определяются по формуле :

max_Mz= M_z / W_p = (8P_maxD)/(d³); МПа (4.23)

где

D – средний диаметр витка ;

d – диаметр проволоки , из которого изготовлена пружина .

_max* 1³ Мпа

Напряжение соответствующие поперечной силе Q_y принимают распределенными по сечению равномерно.

_max= max_Mz + Q_y = (8 PD)/(d³)+P/(d²/4) =((8PD)/(d³))*(1 +d/2D); МПа (4.24)

_max=((8 25 5)/  1³)**(1+1/2*5)= 350,2МПа

Обычно вторым слагаемым в скобках пренебрегают но вводят поправочный коэффициент k учитывающий влияние кривизны витков и поперечной силы.

Формула для расчета на прочность :

_max= k 8P_maxD / d³  МПа 

Определяем k C_п= D/a 

C_п = 5/ 1 = 5

По таблице 4.2 Ицкович определяем k= 1,31;

 _max= 1,31* ((8 * 25 *5)(3,14 *1³)) = 417,2Мпа

Пружины изготовляют из стали с высокими механическими характеристиками и допускаемое напряжение принимают весьма высоким:

[] = 200 - : - 800 н/мм²

Изменения высоты пружины под действием приложенной нагрузки (для пружин сжатия осадка) определяется по формуле:

= (8PD³n)/(Gd⁴); витки (4.27)

где

n – число рабочих витков пружины :

0,5*8,0*10⁴*1⁴

n = (Gd⁴)/(8P_maxD³) (4.28)

n  (0.5*8.0*10⁴*1⁴)/(8*25*5³)  1,6 витка

так как необходимо обеспечить долговечность пружины принимаем 4 полных витка и 2 торцевых полу витка. Прочность пружины удовлетворяет условию прочности материала.

5. Технико-экологические показатели

5.1 Экономические затраты на систему

окислительного нейтрализатора

5.1.1 Определение прямых эксплуатационных затрат

Прямые эксплутационные затраты определяем по выражению:

С_пр= З + А + Р_к + Р_m +Э, руб (5.1)

где

З - зарплата обслуживающего персонала;

А – затраты на реновацию;

Р_к - затраты на капитальный ремонт;

Р_т - затраты на текущий ремонт и плановое ТО;

Э – затраты на энергоноситель (электроэнергию)

Установление этой системы на автомобиль подобно системе подключения электронного впрыска топлива учитывая, что в авто сервисных предприятиях средняя стоимость за установку системы составляет 3,7 тысяч рублей из них на зарплату уходит 75% , то затраты на зарплату (3) будут составлять 2,775 тысяч рублей. З = 2,775 тыс. рублей.

Затраты на реновацию определяются из выражения:

А = ((Б_с* _Т_г*Wруб (5.2)

где

Т_г – годовая загрузка, ч ;

Принимаем согласно справочным данным о применении системы с непосредственным впрыском Т_г= 2100 ч

Б_с – балансовая стоимость, руб.;

₁ – коэффициент отчисления на реновацию;

Принимаем согласно аналогичной системе по впрыску топлива ₁=14%

W – часовая производительность.

Принимаем как у системы электронного впрыска согласно справочнику

W= 8%.

Балансовую стоимость системы определяем по выражению:

Б_с= Ц_б + Ц_{т. н} + Ц_эл.м.ф. + Ц_кон + Ц_дат + Ц_эл.пр. +Ц_{т. п.}, руб (5.3)

Характеристики

Список файлов реферата