Определение расхода топлива и смазок
Лесозаготовительного оборудования
Нормирование расхода нефтепродуктов на работу лесозаготовительных и транспортных машин является важным условием рационального их использования и основой для борьбы за экономию горюче-смазочных материалов.
Цель задания – освоить методику расчета нормированного расхода топлива для подвижного состава лесозаготовительного предприятия, определить расход дизельного топлива (бензина), масел (смазок).
Задача 2А
Определить нормированный расход нефтепродуктов для лесовозных автопоездов.
Методические указания
Для лесовозных автопоездов, выполняющих транспортную работу, учитываемую в тонно-километрах, норма расхода топлива слагается из нормы на побег и нормы на транспортную работу. Нормы расхода топлива на 100 км пробега (Нл.н.) приведены в табл. П.5.1. Норма расхода топлива на каждые 100т ки транспортной работы (Нw): для карбюраторных автомобилей 2,0 л, для дизельных – 1,3 л.
Нормирование расхода топлива для лесовозных автопоездов производится по уравнению
где Qн – общий нормированный расход топлива, л; S – общий пробег автопоезда, км; Нл.н. – линейная норма расхода топлива на 100 км пробега автомобиля, л (табл. П.5.1); Нwн – норма расхода топлива на каждые 100 т км транспортной работы; W – выполненная транспортная работа, т км ; ∑K1 – алгебраическая сумма предусмотренных нормами надбавок или снижений на особые условия работы автомобиля, % (табл. П5.3).
Нормы расхода жидкого топлива не учитывают ряд эксплуатационных и климатических факторов, которые оказывают влияние на расход топлива при вывозке леса лесовозными автопоездами. Отклонения от нормальных условий эксплуатации автопоездов учитываются соответствующими надбавками или снижениями (табл. П.5.3), которые устанавливаются в процентах к линейной норме расхода топлива.
Общий размер повышения или снижения линейной нормы (∑K1) определяется по выражению
где K1,K2,…, Ki – надбавки к основным линейным нормам расхода жидкого топлива в процентах.
Расчет потребности в маслах для агрегатов лесовозного автопоезда производится исходя из утвержденных норм по формуле
Исходные данные для решения задачи, согласно варианту выполняемой работы, приведены в табл. 4.1.
Расход топлива определяется отдельно для условий работы с установившейся средней температурой воздуха ниже 0 о С (зимние нормы) и выше 0 о С (летние нормы). Срок действия зимних норм: для южных районов – 3 месяца, для районов с умеренным климатом – 4 месяца, для северных районов – 5 месяцев, для районов Крайнего Севера – 7 месяцев.
Количество смен работы по месяцам распределено равномерно на все месяцы года исходя из общего количества смен на вывозке леса.
Исходные данные для задачи № 2а
Варианты по номеру зачетной книжки
Средняя рейсовая нагрузка, м 3
Количество рейсов в смену, шт.
Среднее расстояние вывозки, км
Движение по веткам и усам, км
Нулевой пробег So, км
Внимание! Марка автопоезда, количество машин, годовой объем работы одной машины в км, пробег с начала эксплуатаций берутся из табл. 3.1 в соответствии со своим вариантом.
Порядок решения задачи
Сформулировать условие задачи, используя данные табл. 3.1 и табл. 4.1.
— количество смен, необходимых для выполнения годового объема работ одной машиной, для чего необходимо определить общий пробег автопоезда за одну смену;
— грузовую работу автопоезда за смену;
— величину надбавки к расходу топлива для летних и зимних условий эксплуатации, которая зависит от установившейся средней температуры воздуха в данном районе (табл. П.5.3) и категории условий эксплуатации;
— расход топлива по норме за смену (зимние и летние нормы);
— расход топлива по норме за год на одни лесовозный автопоезд, на все автопоезда;
— общий расход топлива за год и с учетом внутригаражных разъездов и технических надобностей;
— нормы расхода масел и смазок; расчет производится по формуле (4.3), где определения значения коэффициента Кэ, учитывающего время нахождения автопоезда в эксплуатации, необходимо воспользоваться табл. 3.1.
Пример. Определить расход масел, смазок и топлива по норме для лесовозного автопоезда МАЗ-641708 + прицеп МАЗ-9008, выполняющего за смену два рейса по вывозке леса.
Определяем: общий пробег автопоезда за одну смену
Sоб = 35 * 2 * 2 + 5 = 145 км.
При годовом пробеге 35 000 км количество смен в работе 241.
Условно примем, что смены распределяются по месяцам года равномерно по 20 смен в месяц.
Грузовую работу автопоезда за смену определяем по формуле
W = 2 ∙ 17 ∙ 0,8 ∙ 35 = 952 т км,
где 0,8 – средняя масса 1 м 3 леса, т.
Общий пробег по веткам и усам
Общая величина надбавки к зимним нормам с учетом движения по веткам и усам (%)
=14,4
=4,4.
Расход топлива по норме за смену:
зимние нормы Qн1 = 0,01(42∙145(1+0,01∙14,4)+1,3∙952)=82 л,
летние нормы Qн2 = 0,01(42∙145(1+0,01∙4,4)+1,3∙952)≈76 л.
Расход топлива по норме за год на один лесовозный автопоезд
Q = 82∙80 + 76∙161 =18787,95 л,
на все автопоезда Q∙n = 18787,95 ∙ 26 = 488486,7 л.
Увеличиваем расход топлива за год на 0,5% для учета расхода на внутригаражные разъезды и технические надобности
Qгод = 488486,7 ∙ 1,005 = 490929,13 л.
Принимает Qгод = 490929 л.
Определение нормы расхода масел и смазок
Зная пробег автомобиля с начала эксплуатации и общий годовой пробег, определяем значение коэффициента Кэ. Так как время нахождения автопоезда в эксплуатации не превышает 3 лет, Кэ = 0,5.
Потребность в маслах:
Qтр = 0,01∙490929∙0,4∙0,5 = 981,86 л,
Qсм = 0,01∙490929∙0,1∙0,5 = 245,46 л,
Qпл = 0,01∙490929∙0,3∙0,5 = 736,39 кг.
Задача 2б
Определить нормированный расход нефтепродуктов для трелевочных тракторов и машин на их базе.
Методические указания
Нормы расхода топлива на трелевке деревьев учитывают расстояние и способ трелевки, грунтовые условия и средний объем хлыста.
Расход дизельного топлива по норме на трелевку 1 м 3 деревьев в равнинных условиях для трелевочных тракторов ОНЕЖЕЦ-300БС, МСН-10, ОНЕЖЕЦ-330, ЛТ-154А
Расход дизельного топлива по норме машиной ЛП-18К на трелевке 1 м 3 леса после валочно-пакетирующей машины ЛП-19 и бензиномоторной пилы
где Нн – норма расхода дизельного топлива, кг на 1 м 3 при наборе пачки
Расход топлива по норме при работе машины ЛП-19А в режиме валки
Расход дизельного топлива при работе машин ЛП-17А, ЛП-49, ВМ-4А в режиме валки-трелевки
Расход дизельного топлива для сучкорезных машин ЛП-30 и ЛП-33 определяется с учетом среднего объема хлыста, времени года и климатического района
Расход дизельного топлива для челюстных лесопогрузчиков ЛТ-188, ПЛ-1В
где Gп – потребность в топливе по норме на весь объем выполненных работ, кг; qн.п.— норма расхода дизельного топлива на погрузку 1000 м 3 древесины, кг (табл. П.5.17).
Расход топлива для переносных моторных инструментов МП-5 и КГМ-1А
где Gн – потребность в топливе по норме на весь объем выполняемых работ, кг; qн.н.— норма расхода топлива на 1000 м 3 выполненных работ, кг (табл. П.5.19).
Нормирование расхода автомобильного бензина
Норма расхода автомобильного бензина на работу пусковых двигателей для всех марок тракторов и машин на их базе (ОНЕЖЕЦ-300БС,ОНЕЖЕЦ-330, МСН-10, ЛТ-154, ЛП-18К) принимается зимой до 1,5%, летом до 1% к расходу дизельного топлива по норме.
Расход масел и смазок по норме для ОНЕЖЕЦ-300БС, МСН-10, ОНЕЖЕЦ-330, ЛТ-154А, ЛП-18К, ЛП-17, ЛП-49, ВТМ-4А, ПЛ-1В, ЛТ-188:
(4.13)
Нормы расхода бензина, масел и смазок для сучкорезных машин ЛП-33, ЛП-30Б (г) устанавливаются на 1000 м 3 обработанной древесины
Исходные данные для решения задачи, согласно варианту выполняемой работы, приведены в табл.4.2.
Расход топлива определяется отдельно для условий работы с установившейся средней температурой воздуха ниже 0 о С (зимние нормы) и выше 0 о С (летние нормы). Срок действия зимних норм: для районов с умеренным климатом – 4 месяца, для северных районов – 5 месяцев, для районов Крайнего Севера – 7 месяцев.
Количество смен по месяцам года распределено равномерно.
Порядок решения задачи
1. Сформулировать условие задачи, используя данные табл. 4.1, табл. 4.2.
2. Определить для ОНЕЖЕЦ300БС, МСН-10, ОНЕЖЕЦ-330, ЛТ-154:
— расход дизельного топлива по норме на трелевку 1 м 3 леса в равнинных условиях отдельно для зимних и летних условий работы (по формуле (4.4));
— объем работы трактора за год;
— количество отработанных смен и объем заготовок в зимний период;
— потребность в топливе на летний и зимний период;
— годовую потребность в маслах и смазках (по формуле (4.13));
ЛП-18Г – необходимо учесть технологию набора пачки: после машины ЛП-19 или после бензиномоторной пилы (по формуле (4.5));
— годовой объем работы за год;
— количество отработанных смен и объем заготовки в зимний и летний период отдельно;
— общее передвижение машины за летний и зимний периоды;
— потребность в топливе за зимний и летний периоды (по формулам (4.6) и (4.9));
— расход топлива и смазок в год.
Для машин ЛП-17А и ЛП-49 определение норм расхода топлива и смазок аналогично расчетам для трелевочных тракторов. Расчеты производятся по формулам (4.7) и (4.8).
Расход топлива сучкорезными машинами ЛП-33 и ЛП-30Б определяется по формуле (4.10). Последовательность расчета та же, что и ЛП-19 и ВМ-4М без учета расхода на передвижение машины.
При определении норм расхода топлива и смазок лесопогрузчикам ЛТ-65Б и ПЛ-1А, используются данные, полученные в задаче 1 КР № 2 (количество смен в работе, количество рейсов в смену и средняя рейсовая нагрузка), необходимые для определения выполненной работы за год. Расчеты производятся по формулам (4.11) и (4.13).
Расход горюче-смазочных материалов, необходимых для работы бензиномоторных пил МП-5 и КГМ-1М, определяется по формуле (4.12), объем работы пли соответствует годовому объему работ на трелевке.
Исходные данные к задаче №2
(трактора и машины на их базе)
Определить расход топлива на транспортную работу
ЗАДАЧИ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЮ
Задача №1
Обосновать выбор и определить расход топлива и смазочных материалов для заданной марки автомобиля, условий эксплуатации и пробега. А также обосновать выбор специальных жидкостей. Марку автомобиля и норму расхода топлива (Hs) принять по данным таблицы 1.
Таблица 1
| Предпоследняя цифра шрифта | Марка автомобиля | Hs, л/100 км | Масса груза, т |
| 1 | ГАЗ-33021 | 16,85 | 1,5 |
| 2 | ГАЗ-3307 | 24,5 | 4 |
| 3 | ГАЗ-3309 | 17 | 4 |
| 4 | КамАЗ-5410 | 25 | 14 |
| 5 | МАЗ-6422 | 35 | 14 |
| 6 | Tatra-815TР | 48 | 17 |
| 7 | ГАЗ-САЗ-4509 | 17 | 4 |
| 8 | Magirus-290D26R | 44 | 12 |
| 9 | КамАЗ-55111 | 36,5 | 12 |
| 0 | Урал-5557 | 34 | 10 |
Основные данные по указанным автомобилям приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Марка автомобиля | Тип автомобиля | Тип двигателя | Наличие гидроусилителя |
| ГАЗ-33021 | Бортовой | Бензиновый | Нет |
| ГАЗ-3307 | Бортовой | Бензиновый | Нет |
| ГАЗ-3309 | Бортовой | Дизельный | Нет |
| КамАЗ-5410 | Тягач | Дизельный | Да |
| МАЗ-6422 | Тягач | Дизельный | Да |
| Tatra-815TР | Тягач | Дизельный | Да |
| ГАЗ-САЗ-4509 | Самосвал | Дизельный | Да |
| Magirus-290D26R | Самосвал | Дизельный | Да |
| КамАЗ-55111 | Самосвал | Дизельный | Да |
| Урал-5557 | Самосвал | Дизельный | Да |
Обосновать выбор и определить расход топлива и смазочных материалов для заданной марки автомобиля.
Условия эксплуатации, возраст и пробег автомобиля принять по данным таблицы 3.
Заполнить таблицу по форме (см. приложение 2), указав вязкостно- температурные характеристики смазочных материалов.
В таблицу самостоятельно внести не менее трех наименований узлов или сопряжений для заданной марки автомобиля. Причем обязательными являются гидроусилитель, седельное устройство и механизм подъема кузова самосвала, если таковые предусмотрены конструкцией в заданной марке автомобиля.
Таблица 3
Последняя цифра шрифта
Пробег автомобиля, км
Норма расхода повышается:
· при работе в зимнее время:
— в южных районах на 5%;
— в центральном и северном районах на 10%;
— в районах крайнего севера и приравненных к ним районах на 20%.
· при работе в горной местности на высоте:
-500-1500 метров на 5%;
— 1501-2000 метров на 10%;
— 2001-3000 метров на 15%;
— 3001 метров и выше на 20%.
Для автомобилей, находящихся в эксплуатации более 8 лет, нормы расхода топлива увеличиваются на 5%, а нормы расхода смазочных материалов на 20%.
Определить расход топлива на транспортную работу
Расход топлива на транспортную работу определяется
S- пробег автомобиля, км;
Определить расход смазочных материалов
Расход смазочных материалов определяется в зависимости от расхода топлива на транспортную работу
Таблица 4
Нормы расхода смазочных масел qCM
Осуществить выбор специальных жидкостей для агрегатов и узлов заданной марки автомобиля (охлаждающей, амортизационной, тормозной) с учетом условий эксплуатации.
Дополнительно указать три узла автомобиля и выбрать для них технические жидкости. Результаты представить в таблице по форме приложения 2.
Задача №2
Определить дополнительную потребность в тепле Q, связанную с частым открыванием ворот Q1, нагреванием автомобиля Q2 и воздухообменом Q3.
Температура воздуха в помещении Тв = 20 °С, коэффициенты, зависящие от размеров ворот А=13,8, а=1,28, к=0,2.
Температура окружающего воздуха Тк, средняя температура автомобиля Tg, продолжительность нахождения ворот в открытом состоянии i и скорость ветра V принять по таблице 5 в соответствии с предпоследней цифрой шифра.
Таблица 5
| Предпоследняя цифра шрифта | Тк, °С | Tg, °С | i, мин | V, м\с |
| 0 | -10 | -8 | 1,2 | 2,5 |
| 1 | -15 | -12 | 1,5 | 2,7 |
| 2 | -20 | -16 | 1,7 | 2,9 |
| 3 | -25 | -20 | 2,0 | 3,1 |
| 4 | -18 | -15 | 1,4 | 3,5 |
| 5 | -12 | -9 | 1,6 | 3,7 |
| 6 | -10 | -7 | 1,9 | 3,9 |
| 7 | -20 | -18 | 1,8 | 4,1 |
| 8 | -25 | -23 | 1,3 | 4,3 |
| 9 | -23 | -18 | 1,9 | 4,5 |
Площадь вентиляционных колодцев F и количество вентиляционного воздуха W принять по таблице 6 в соответствии с последней цифрой шифра.
Массу въезжающих автомобилей G принять самостоятельно.
Таблица 6
| Последняя цифра шифра | F, м 2 | W, м З /ч |
| 0 | 180 | 10 |
| 1 | 190 | 12 |
| 2 | 200 | 14 |
| 3 | 210 | 16 |
| 4 | 220 | 18 |
| 5 | 230 | 20 |
| 6 | 240 | 22 |
| 7 | 250 | 24 |
| 8 | 260 | 26 |
| 9 | 270 | 28 |
Уравнение расхода топлива автомобилем
Оценочные показатели
Топливная экономичность автомобиля определяется расходом топлива при выполнении им транспортной работы в различных условиях эксплуатации. Понятно, что чем меньше расход топлива, тем при прочих равных условиях экономичнее автомобиль.
Таким образом, Qw имеет размерность л/т.км. Если транспортная работа заключается в перевозке пассажиров, удельный расход Qw измеряется влитрах на пассажирокилометр (л/пас.км). Между Qs и Qw такие соотношения:
где mг – масса перевезенного груза, т (для грузовика); П – количество перевезенных пассажиров, пас. (для автобуса).
Топливная экономичность автомобиля в значительной степени определяется соответствующими показателями двигателя. Это прежде всего часовой расход топлива Gт кг/ч – масса топлива в килограммах, расходуемого двигателем за один час непрерывной работы, и удельный расход топлива ge г/кВт.ч – масса топлива в граммах, расходуемого двигателем за один час работы на получение одного киловатта мощности
Существуют и другие оценочные показатели топливной экономичности автомобилей. Например, контрольный расход топлива служит для косвенной оценки технического состояния автотранспортного средства. Его опреде-ляют при заданных значениях постоянной скорости (разных для различных категорий автомобилей) при движении по прямой горизонтальной дороге на высшей передаче.
Все более широкое применение получают комплексные оценочные характеристики топливной экономичности по специальным ездовым циклам. Например, замер расхода топлива в магистральном ездовом цикле проводят для всех категорий автотранспортных средств (кроме городских автобусов) пробегом по измерительному участку с соблюдением режимов движения, заданных специальной схемой цикла, принятой международными норматив-ными документами. Аналогично производятся замеры расхода топлива в городском ездовом цикле, результаты которых позволяют точнее оценивать топливную экономичность различных автомобилей в городских условиях эксплуатации.
Уравнение расхода топлива автомобилем
Согласно определению (см. п. 3.1), путевой расход топлива автомобилем (л/100км) может быть записан в виде следующего соотношения:
где G – объем израсходованного в процессе транспортной работы топлива, л ; S – пройденный автомобилем при совершении этой работы путь, км.
Но объем израсходованного топлива можно представить как
Пройденный автомобилем во время совершения транспортной работы путь ( в км ) определяется хорошо известным выражением
где Va – скорость движения автомобиля (средняя за маршрут), м/с.
Подставив эти соотношения в исходную формулу (93), получим
Если подставить полученное развернутое выражение для Ре в исходное уравнение расхода топлива (94), получим его новую форму:
Постоянно стремление конструкторов уменьшать снаряженную массу автомобилей путем совершенствования конструкции их несущей части, широким внедрением более легких алюминиевых и пластмассовых деталей. Это прежде всего касается деталей кузова и кабины, колесных дисков, карданных валов и деталей подвесок.
Все ведущие автостроительные фирмы проводят работы по совершен-ствованию аэродинамики автомобилей, так как повышенное сопротивление воздуха движению автомобиля увеличивает расход топлива, особенно при движении на магистральных дорогах. Уже есть конструкции грузовиков, у которых коэффициент обтекаемости сх составляет 0,4-0,5 (для сравнения, сх грузовых автомобилей ЗИЛ-130 и КамАЗ-5510 достигает 0,8-0,95). Можно предположить, что, основываясь на выведенных уравнениях мощностного баланса и расхода топлива, уменьшение величины коэффициента обтекаемости автомобиля на 50% приведет к снижению путевого расхода топлива на 15-25%, что является весьма существенным достижением.
Наконец, как уже было отмечено, большое значение имеют эксплуа- тационные факторы. Качественные и чистые дороги, обеспечивающие минимальное сопротивление движению автомобиля и минимальное проскаль- зывание (буксование) его колес, способствуют уменьшению расхода топлива и повышению экономичности перевозок. Квалифицированный водитель, стремящийся обеспечить движение без резких разгонов и торможений, с минимальным числом остановок, с максимальным применением высших передач в трансмиссии, создает условия (как это следует из выведенных уравнений для Qs и Qw )для рационального использования топлива и повышения топливно-экономических показателей автомобиля.