Расчет расхода топлива, стоимостной оценки ГСМ, токсичности отработавших газов автомобиля ВАЗ-2102

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ,

МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА

Факультет заочного обучения

Кафедра транспортных систем и логистики

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине: «Эксплуатационные свойства транспортных средств»

на тему: «Расчет расхода  топлива, стоимостной оценки ГСМ, токсичности отработавших газов автомобиля ВАЗ-2102»

 

 

 

 

Выполнила

 ст.группы ХарОП10-1з

Неклонская Е.И.

 

 

Проверил

 ас. Бурко Д.Л.

 

 

 

 

Харьков 2012

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение 3 

Исходные данные 4 

1. Расчет расхода топлива 5

1.1 Расчет расхода топлива  по действующим нормам 5

1.2 Расчет расхода топлива  по методике проф. Говорущенко  Н.Я. 6

2. Расчет стоимости горюче-смазочных материалов 12

2.1 Определение стоимости  топлива 12

2.2 Определение стоимости смазочных материалов 13

2.3 Общая стоимость горюче-смазочных материалов 14

3. Расчёт нормативного пробега и затрат на обслуживание и ремонт  

подвижного состава 15

4. Расчет токсичности автомобиля 18

4.1 Расчет выбросов вредных веществ для разной загрузки автомобиля 18

4.2 Определение экологического ущерба в гривнах 20

Выводы 25

Список литературы 26

Приложения 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Транспорт – это отрасль  экономики, осуществляющая перевозки  людей и грузов. Транспорт не создает  никаких материальных ценностей, а лишь перемещает с места на место, увеличивая их стоимость. Основная цель транспорта: удовлетворение потребностей общества и отдельных людей в перевозках грузов и людей (пассажиров).

Автомобильный транспорт  – один из основных потребителей нефтепродуктов.

На перевозку автомобилями грузов и пассажиров расходуется  около 30% светлых нефтепродуктов. Главными показателями работы двигателя является расход топлива и выброс отработавших газов в атмосферу.

Главной целью курсовой работы является определение расхода топлива и выброс отработавших газов в атмосферу. А также нахождения оптимального решения этих составляющих.

Оптимизация расхода  топлива заключается в том, чтобы  выбрать тот режим работы, который  удовлетворял бы наши потребности, а  это минимальный расход топлива при перевозочном процессе.

Главными компонентами выброса вредных веществ в атмосферу является CO, NO_x , C_nH_m . Нашей задачей является найти такой режим работы двигателя, такую скорость автомобиля, чтобы выброс этих компонентов в общем целом был наименьшим. В связи с увеличением количества автомобилей выброс в атмосферу вредных веществ становится с каждым годом все больше. Тем самым ухудшается экологическое состояние на территории Украины. Чтобы решить эти проблемы, необходимо усовершенствовать все системы и агрегаты, связанные с выбросом вредных веществ. Борясь за экономию топлива, снижением загазованность воздуха. В этой связи особый научный и технический интерес представляет исследование взаимосвязи между экономией топлива и уменьшением выброса вредных веществ в атмосферу.

 

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

Основные технические  характеристики автомобиля ВАЗ-2102

1. Масса снаряженного автомобиля, кг 1010

2. Полная масса, кг 1440

3. Ширина автомобиля, мм 1611

4. Высота автомобиля, мм 1458

5. Рабочий объём , л 1,198

6. Ход поршня, м 0,066

7. Максимальная мощность двигателя, кВт 47

8. Максимальная скорость , км/ч 137

9. Передаточное число главной передачи 4,44

10. Передаточное число І передачи 3,75

11. Передаточное число ІІ передачи 2,30

12. Передаточное число ІІІ передачи 1,49

13. Передаточное число ІV передачи 1,00

14. Передаточное число V передачи 3,87

15. Радиус колес, мм 0,282

16. Частота вращения двигателя при максимальном моменте,  об/мин. 3400

17. Частота вращения двигателя при максимальной мощности , 5600

18. Коэффициент сопротивления воздуха, Нс²/м⁴ 0,35

19. КПД трансмиссии, 0,9

 

 

1. РАСЧЕТ РАСХОДА ТОПЛИВА

 

1. Расчет расхода топлива по действующим нормам

 

В действующих нормах, установленных для Украины приказом Министерства транспорта и связи  Украины от 10.02.98г. № 43, используется три вида линейных норм:

• базовая норма на 100 км пробега автомобиля;
• норма на 100 ткм транспортной работы (учитываются дополнительные затраты топлива при движении с грузом);
• норма на ездку с грузом (учитывается дополнительный расход топлива, связанный с маневрированием в пунктах погрузки и разгрузки).

Линейные нормы затрат топлива установлены для каждой марки автомобильного транспорта. Линейные нормы являются технологическими нормами  и включают расход топлива, необходимого для осуществления транспортного процесса. Расход топлива на внутригаражные и хозяйственные надобности в состав линейных норм не входит и рассчитывается отдельно.

Учет дорожно-транспортных, климатических и других эксплуатационных факторов производится при помощи ряда поправочных коэффициентов, регламентированных в виде процентов повышения и снижения исходного значения нормы.

Для легковых автомобилей  нормированный расход топлива рассчитывается по формуле:

 

 (1.1)

 

где Q_H – норма расхода топлива, л;

H_S – базовая линейная норма расхода топлива, л/100км;

S – пробег автомобиля, км;

D_å – поправочный коэффициент (суммарная относительная надбавка или уменьшение) к норме в процентах;

D1 = 5% работа в городе с населением до 0,5 млн. человек;

D 2= 5% поскольку автомобиль работает в зимний период;

Н_S = 8,5 л/100 км

 

 

1.2 Расчет расхода  топлива по методике проф. Говорущенко  Н.Я.

 

Определяется линейная норма расхода топлива для  груженого и порожнего автомобиля в зависимости от скорости движения автомобиля.

Расход топлива определяется по формуле

 

 (1.2)

 

где V_a – скорость движения автомобиля, км/ч;

А, В, С – постоянные коэффициенты для данной марки автомобиля;

 – индикаторный коэффициент полезного действия;

– средневзвешенное передаточное число коробки перемены передач;

 – коэффициент суммарного  дорожного сопротивления движению  автомобиля;

kF – фактор обтекаемости, Нс²/м²;

G_a – вес автомобиля, Н.

Коэффициенты А, В, и  С зависят от типа двигателя. Для  дизельного двигателя эти коэффициенты рассчитываются следующим образом:

 

 _(1.3)

;

 _(1.4)

;

 _(1.5)

;

 

где V_h – рабочий объём двигателя, л;

i₀ – передаточное число главной передачи;

r_k – динамический радиус колеса, м;

S_n – ход поршня, м;

Н_Н – низшая теплота сгорания, кДж/кг;

 – плотность топлива, кг/м³.

Значения низшей теплоты сгорания и плотность топлива зависит от типа двигателя.

Для автомобилей с карбюраторным двигателем: Н_Н = 29310 кДж/кг; = 0,75 кг/м³.

Индикаторный КПД также  зависит от типа установленного на автомобиле двигателя и определяется для автомобилей с карбюраторным двигателем по формуле:

 

 

 

 

 

где N_i - процент использования мощности, %.

Процент использования  мощности определяется по формуле

 

;(1.6)

;

;

 

где η_тр – КПД трансмиссии;

N_max – максимальная мощность двигателя, кВт.

Определим коэффициент  суммарного дорожного сопротивления движению автомобиля:

 

;(1.7)

 

Средневзвешенное передаточное число  коробки перемены передач зависит  от скорости движения автомобиля и  приближенно определяется по следующей  формуле:

 

 

; (1.8)

 

;

 

; (1.9)

 

;

Фактор обтекаемости определяется по формуле:

 

, Н^. с ² /м ², (1.10)

 

где k – коэффициент  сопротивления воздуха, Н^. с²/м⁴ (k = 0,35)

 – коэффициент заполнения  лобовой площади, для легковых автомобилей принимается равным  0,5.

Вес автомобиля (порожний, нагруженный, груженый), определяется по формуле:

 

 , Н; (1.11)

;

;

;

 

где g = 9,81 м/с² – ускорение свободного падения тела;

М_а – масса автомобиля, кг.

Исходные данные выбираются из справочника или приложения для  данной марки автомобиля.

При выборе передаточного  числа главной передачи, необходимо учитывать, что на некоторых автомобилях  главная передача двухступенчатая.

Некоторые автомобили имеют  раздаточные коробки, мультипликаторы  или делители. В этом случае передаточное число высшей передачи коробки перемены передач необходимо умножить с большим  передаточным числом раздаточной коробки или меньшим передаточным числом мультипликатора или делителя, КПД трансмиссии в расчете принимается постоянным, а значение брать из приложения. Масса порожнего автомобиля соответствует массе снаряженного автомобиля, а масса груженного – полной массе автомобиля.

Рассчитываем расход топлива при движении автомобиля на разных нагрузках и сводим в таблицу 1.1

 

Va		10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130	137
Va3		1000	8000	27000	64000	125000	216000	343000	512000	729000	1000000	1331000	1728000	2197000	2571353
Y		0,137	0,07	0,05	0,034	0,027	0,023	0,02	0,017	0,015	0,014	0,012	0,011	0,011	0,01
ik		8,32	4,16	2,77	2,08	1,66	1,39	1,19	1,04	0,92	0,83	0,76	0,69	0,64	0,61
Gamin	Ni	8,93	9,13	9,78	8,87	8,80	9,00	9,13	5,23	8,80	9,13	8,61	8,61	9,32	8,93
	η	0,45	0,45	0,45	0,45	0,48	0,62	0,62	0,44	0,44	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45
	Qmin	22,97	11,4	8,12	5,99	4,87	3,58	3,56	5,09	5,4	5,75	6,25	6,91	7,77	8,31
Gacp	Ni	13,92	14,25	19,41	13,84	13,73	14,04	14,25	8,15	13,74	14,23	13,43	13,43	14,55	13,94
	η	0,46	0,47	0,46	0,46	0,48	0,55	0,55	0,46	0,45	0,46	0,46	0,46	0,46	0,46
	Qcp	22,47	10,9	7,94	5,87	4,87	4,03	4,01	4,88	5,28	5,65	6,12	6,76	7,60	8,13
Gamax	Ni	18,92	19,36	29,03	18,81	18,65	19,08	19,36	11,07	18,67	19,36	18,25	18,25	19,78	18,94
	η	0,47	0,49	0,47	0,47	0,47	0,47	0,47	0,47	0,45	0,47	0,47	0,47	0,47	0,47
	Qmax	22,00	10,47	7,77	5,74	4,97	4,72	4,69	4,77	5,28	5,53	5,99	6,62	7,44	7,95

Таблица 1.1– Для порожнего, полугруженого и груженого автомобиля

 

 

На основе таблицы 1.1 построим график зависимости расхода топлива от изменения скорости движения.

 

Таблица 1.2 –  Для скорости V_a= 50км/ч, = 120км/ч

Показатель	50 км/ч			120 км/ч
	Пустой	Загруженный на 50%	Загруженный на 100%	Пустой	Загруженный на 50%	Загруженный на 100%
Ga*ψ	268	324,5	567,9	108,9	132,2	231,4
Q, л	4,87	4,87	4,97	6,91	6,76	6,62

 

 

2. ОЦЕНКА СТОИМОСТИ ГСМ

 

2.1 Определение стоимости  топлива

 

Расход топлива на работу автомобиля за расчетный период определяется по формуле:

 

 л, (2.1)

 л.

 

где Q_H – расчетная норма расхода топлива по норме, л;

D – количество дней в расчетном периоде, дн.

 

, (2.2)

 дн;

 

где D_k – количество дней в календарном периоде, дн.;

α_п – коэффициент использования парка.

Расход топлива на внутригаражные и хозяйственные надобности:

 

 л,  (2.3)

 л.

 

где Н_Q – процент от расхода топлива на линии, идущий на внутригаражные и хозяйственные надобности (0,5 … 1%).

Общий расход топлива составит, л:

 

 

л; (2.4)

 л.

 

Затраты на топливо составят:

грн., (2.5)

 грн.

 

где Ц_т – цена одного литра топлива, грн. (7 грн.)

 

2.2 Определение  стоимости смазочных материалов

 

Стоимость масла для  двигателей определяется по формуле, грн.:

 

 грн., (2.6)

 грн.,

 

где Н_дв – норма расхода масла для двигателей на 100 л топлива, л (Н_дв=2,2л );

Ц_дв – цена 1л масла для двигателей, грн. (Ц_дв =50 грн.).

Стоимость трансмиссионной  смазки определяется по формуле:

 

грн., (2.7)

 грн.

 

где Н_тр – норма расхода трансмиссионной смазки на 100 л топлива, л