Дипломный проект - Модернизация двигателя ЯМЗ-236 с разработкой водотопливного устройства смешения

ЛИСТ 1
В результате проведения большого объема многолетних научных разработок, экспериментальных исследований и анализа материалов практической эксплуатации установлено, что вода в качестве добавки к топливу позволяет:
- увеличить детонационную стойкость;
- уменьшить до 10% удельный расход топлива;
- повысить долговечность работы и продлить срок службы двигателей;
- снизить концентрацию токсичных составляющих в выхлопных газах.
Так же было рассмотрено, что подача воды в двигатель может быть осуществлена тремя способами:
- в виде жидкости непосредственно в цилиндр или карбюратор;
- в виде паровоздушной смеси во впускной коллектор отдельно от топлива;
- в виде водотопливной эмульсии.
Первые два способа подачи воды в двигатель имеют определенные сложности и дополнительные экономические затраты для осуществления их, хотя экперементы в этой области уже проводились, поэтому третий способ является наиболее привлекательным.
На 1 листе представлены эксперементальная и опытная схема стендов для получения ВТЭ.
(ПРИНЦИП РАБОТЫ и УСТРОЙСТВО СТЕНДОВ ЗНАТЬ ЕСЛИ СПРОСЯТ).

ЛИСТ 2
На 2 листе представлена схема применения водотопливной эмульсии и диаграмма изменений эксплуатационных и экологических показателей двигателя в зависимости от концентрации воды в эмульгированной топливной смеси. Из данной диаграммы видно, что при увеличении концентрации воды до 40% процес сгорания эмульсии в цилиндрах ухудшается и соответсвенно мощность двигателя снижается. По проведенным исследованиям учеными было получено, что наилучшее соотношение для ВТЭ является 30% воды и 70% ДТ. В результате чего можно сделать вывод, что удельный эффективный расход ВТЭ увеличивается пропорционально увеличению содержания воды в водотопливной смеси.

ЛИСТ 3
Для подбора наиболее подходящего и эффективного устройства смешения для получения водотопливной эмульсии, был проведен патентный анализ аналогов имеющихся смесителей которые представлены на 3 листе.

ЛИСТ 4, 5
Рассмотрев особенности конструкции и изучив эксплуатационные возможности указанных аналогов, выбираем один из наиболее подходящих по своим параметрам смесителей.
Виброкавитационный смеситель - гомогенизатор, являющийся наиболее подходящим по конструкции и по пропускной способности жидкости. Сборочный чертёж, которого с рабочими чертежами основных деталей представлен на следующих листах графической части лист 4, 5. (УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЗНАТЬ).

ЛИСТ 6
На листе 6 по результатам полученых расчетов и подборов представлена моторная установка для получения ВТЭ. (УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЗНАТЬ).

ЛИСТ 7
На последнем листе приведены планируемые расчётные экономические показатели проекта. Капитальные затраты по проекту составляют 9442 руб., а годовой эффект от внедрения смесителя составит 175000 руб, экономия дизельного топлива составит 14500 литров, благодаря такому прогнозу срок окупаемости получим 0,2 года.
Также в пояснительной записке представлены мероприятия по безопасности жизнедеятельности на производстве и мероприятия по экологической защите окружающей среды.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Общие сведения о применении водотопливных ЭМУЛЬСИИ в двигателях внутреннего сгорания.
1.2. Метод гомогенизации водотопливной эмульсии.
1.3. Получение водотопливной эмульсии для ДВС с использованием кавитационно-ударного-гидродинамического эффекта.
2. РАСЧЕТ РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЯ ЯМЗ-236.
2.1. Тепловые расчеты системы питания двигателя ЯМЗ-236 на дизельном топливе.
2.1.1. Параметры окружающей среды и остаточные газы
2.1.2. Процесс впуска.
2.1.3. Процесс сжатия.
2.1.4. Процесс сгорания.
2.1.5 Процесс расширения.
2.1.6. Индикаторные параметры рабочего цикла на дизельном топливе.
2.1.7. Эффективные показатели дизеля.
2.1.8. Построение внешней скоростной характеристик и индикаторной диаграммы.
2.2. Тепловой расчет двигателя ЯМЗ-236 на водотопливной эмульсии.
2.2.1 Процесс впуска.
2.2.2. Процесс сжатия.
2.2.3. Процесс сгорания.
2.2.4. Процесс расширения.
2.2.5. Основные параметры двигателя.
2.2.6. Тепловой баланс двигателя.
2.2.7. Построение внешней скоростной характеристик и индикаторной диаграммы.
3. РАСТЧЕТ И РАЗРАБОТКА КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ УСТРОЙСТВ СМЕШЕНИЯ ТОПЛИВА.
3.1. Обзор разработанных аналогов смешивающих устройств
3.1.1 Виброкавитационный смеситель
3.1.2. Роторно-диспергирующий аппарат
3.1.3. Эмульгатор.
3.1.4. Виброкавитационный смеситель-гомогенизатор.
3.2. Расчет рабочих параметров виброкавитационного смесителя-гомогенизатора.
3.2.1. Расчет гидролиний.
3.2.2. Подбор насоса
3.3. Описание моторной установки для получения водотопливной эмульсии на базе двигателя ЯМЗ-236.
4. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ РАБОТЫ.
4.1. Безопасность жизнедеятельности при проведении исследований.
4.2. Влияние модернизированного двигателя на условия труда.
4.3. Экологичность работы.
5. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАБОТЫ
5.1. Расчет стоимости штатной топливной системы двигателя ЯМЗ-236 и дополнительных затрат на дополнительную топливную систему.
5.2. Расчет себестоимости изготовления смесителя.
5.3. Расчет экономической эффективности применения водоэмульсионного топлива.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
ПРИЛОЖЕНИЯ.