Модернизация грузового автомобиля с разработкой устройства для ограничения скоростного режима на базе предприятия Автокомбинат №1

Объектом проектирования в данном проекте является модернизация грузового автомобиля КАМАЗ с разработкой устройства для ограничения скоростного режим на базе предприятия «Автокомбинат №1».
Выбор объекта связан деятельностью предприятия. Предприятие оказывает услуги по организации и доставки грузов по Сибирскому регионы и России в целом.
В связи растущими объемами и интенсивностью дорожного движения Необходимо усовершенствования подвижного состава которое позволить регулировать скоростной режим в автоматическом режиме и не позволит превышать предельно допустимые скоростной режим и позволит значительно снизить количество ДТП.
В некоторых странах мира, уже давно идет оживленная дискуссия, на тему внедрения в автомобили устройств принудительного ограничения скорости. Подобная мера часто бывает ...

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ВЫБОР ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ 6
2 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 7
2.1 Анализ месторасположения и производственной базы предприятия 7
2.2 Организационная структура предприятия 8
2.3 Анализ применяемых технологий 10
2.4 Анализ используемого оборудования. 11
3 Обоснование темы дипломного проекта по модернизации грузового автомобиля 17
4 РАСЧЕТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 19
4.1 Генеральный план предприятия. 19
4.2 Планировка производственных площадей предприятия 20
4.3 Организационная структура предприятия 21
4.4 Планировка автокомбината 22
4.5 Организация технологического процесса 24
4.6 Технологический расчет 27
4.7 Технологические карты 35
4.8 Психология водителя 37
5 КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА 39
5.1 Обоснование выбора конструкторского решения 39
5.2 Анализ существующих конструкций по ограничению скорости автомобилей 40
5.2 Предлагаемая конструкторская разработка 44
5.3 Инженерные расчеты 51
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 53
6.1 Охрана труда. Анализ состояния охраны труда 53
6.2 Пожарная безопасность 54

6.3 Расчет освещения 56
6.3.1 Естественного освещения 56
6.3.2 Искусственное освещение участка 57
6.4 Расчет вентиляции 59
6.4.1 Расчет естественной вентиляции 59
6.4.2 Расчет механической вентиляции 61
6.5. Безопасность конструкторской разработки 64
6.7 Экологическая безопасность 64
6.8 Устойчивость при ЧС и меры борьбы с ними 67
7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА 73
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 80

В некоторых странах мира, уже давно идет оживленная дискуссия, на тему внедрения в автомобили устройств принудительного ограничения скорости. Подобная мера часто бывает необходима для того чтобы обезопасить водителей, которые пытаются ехать быстрее, чем разрешено. Разумеется, что у этого нововведения, как впрочем и у любого другого, нашлись сторонники и противники. Органы управления, естественно, за использование данной технологии, а вот народ протестует, оспаривая свое право на сознательный выбор: нарушать правила или не нарушать.
Автоматическое регулирование скорости позволит значительно снизить количество ДТП. Многие общественные организации заявляют, что эта мера не станет «панацеей», проблема нарушения правил дорожного движения, в умах несознательных водителей и различными электронным и приборами ее решишь не получится. А также, существует мнение, что подобные ограничения могут нанести вред и провоцировать аварии на дорогах.
Идея об автоматическом регулировании скорости появилась давно и уже не первый год обсуждается ее внедрение. Воплотить в жизнь ее пытаются различными способами. Самая главная техническая задача заключается в том, чтобы превратить дорогу в большую и автоматизированную транспортную сеть. Над решением этой задачи трудятся большое количество людей, работающих в крупнейших научно-исследовательских институтах, автомобильных компаниях и в правительственных организациях многих стран.
На сегодняшний день речь идет о простом устройстве, которое может появиться на автомобилях уже в ближайшее время. С одной только функцией: контроль скоростного режима. С помощью спутниковой навигации можно будет определить местоположение машины и скорость с которой она движется. Если машина едет быстрее чем разрешено на определенном участке дороги, то сработает электроника, ограничивающая подачу топлива в двигатель или включится система задействующая тормоза. Подобная система, должна помочь спасти жизни многих участников движения и сократить выбросы углекислого газа, потому что при увеличении скорости увеличивается и потребление топлива.

РФ 2285626 С1 В60Т 8/1755, В60К 31/00, F02D 41/00, опубл. 20.10.2006 г.) и принятое за прототип.Недостатком известного устройства ограничения скорости автомобиля в зависимости от динамических характеристик и жесткости дорожного покрытия в боковом движении является то, что не учитывается изменение динамических характеристик в зависимости от координат размещения полезной загрузки, поперечного и продольного наклона дорожного полотна, угла и скорости поворота руля, отсутствует светозвуковая сигнализация, заблаговременно предупреждающая водителя о приближении действительной скорости автомобиля к критической.Технический результат - ограничение максимальной скорости прямолинейного движения автомобиля по условию курсовой устойчивости с учетом изменения динамических характеристик автомобиля, в зависимости от изменения массо-геометрических параметров, дорожного профиля, управляющих воздействий водителя; заблаговременное предупреждение водителя о приближении действительной скорости автомобиля к критической.Устройство управления частотой вращения коленчатого вала дизеляУстройство управления частотой вращения и остановом вала дизельного двигателя, содержащее поводок, флажки с управляющими тросиками, упоры, направляющие ролики, отличающееся тем, что в нем установлены электропривод в непосредственной близости от управляемого двигателя и шкивы для пропорционального перемещения управляющих тросиков в зависимости от угла поворота выходного вала электроприводаУстройство ограничения скорости автомобиля в зависимостиот жосткости дорожного покрытия : 2005114131/11, 11.05.2005Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к способам повышения активной безопасности транспортных средств. Устройство включает систему, прерывающую подачу топлива, два датчика, установленных на мосту и фиксирующих показания бокового ускорения моста и ускорения поворота моста, два последовательно включенных интегратора для обработки сигналов с датчиков и выдачи переменных составляющих бокового перемещения и угла поворота, коррелятор, расположенный на кузове автомобиля, с установленными на нем двумя датчиками бокового ускорения кузова и ускорения поворота кузова, звено сдвига, перемножитель и интегратор, предназначенный для определения по переменным составляющим импульсных переходных функций объекта, устройство определения абсолютной деформации грунта с возможностью передачи последних на вход электронного устройства определения критической скорости автомобиля, определяющего значение критической скорости с использованием частотного критерия устойчивости, рассогласователь, разрывающий связь между датчиком положения педали подачи топлива и электронным блоком управления впрыском при достижении действительной скорости автомобиля, равной критической, тем самым ограничивая скорость автомобиля в прямолинейном движении. Техническим результатом является ограничение максимальной скорости прямолинейного движения автомобиля по условию курсовой устойчивости с учетом изменения динамических характеристик автомобиля и характеристик грунта. 9 ил. Рисунок 5.1 Схема работы устройстваИзобретение относится к способам повышения активной безопасности транспортных средств и может быть использовано в автомобильной технике.Существует устройство контроля устойчивости транспортного средства, предназначенное для ограничения скорости движения транспортных средств на повороте (система управления динамикой автомобиля VDC - стр.668. Автомобильный справочник. Перевод с англ. Первое русское издание. - М.: ЗАО КЖИ «За рулем», 2002, - 896 с.) и принятое за прототип.5.2 Предлагаемая конструкторская разработкаПредлагаемая конструкторская разработка предлагает принудительное прекращение педали подачи топлива и перемещение топливной рейки на ТНВД при достижения заданной скорости движения запрограммированного в контрольном блоке управления. Это устройство позволить принудительно прекратить подачу топлива в форсунки двигателя. Устройство основано на механическом действии пневмоцилиндра с пружиной в штоковой полости (шток нормально втянут) При нерабочем положении пружина в нутрии пневмоцилиндра отжимает шток вниз, при рабочем давление воздуха поступающим в пневмоцилиндр сжимает пружину и выдвигает шток вверх.Рисунок 5.2 - Схема топливной системы КАМАЗ. 1 - топливный насос высокого давления с топливоподкачивающим насосом и муфтой опережения впрыска топлива; 2 - форсунки; 3 - фильтр грубой очистки топлива; 4 - топливный бак; 5 - датчик указателя уровня топлива; 6 - фильтр тонкой очистки топлива; 7 - приемная труба с фильтром; 8 - свеча электрофакельного устройства; 9 - электромагнитный топливный клапан.Принципиальная схема системы питания показана на рис. 5.2. Топливо из бака 4 через фильтр 3 грубой очистки засасывается топливоподкачивающим насосом и через фильтр 6 тонкой очистки по топливопроводам низкого давления подеется к топливному насосу 1 высокого давления, который в соответствии с порядком работы цилиндров распределяет топливо по трубопроводам высокого давления к форсункам 2. Форсунки впрыскивают топливо в мелкораспыленном состоянии в камеры сгорания. Избыточное топливо, а вместе с ним и попавший в систему воздух через перепускной клапан топливного насоса высокого давления и клапан-жиклер фильтра тонкой очистки по дренажным трубопроводам отводятся в топливный бак. Топливо, просочившееся через зазор между корпусом распылителя и иглой, сливается в бак через сливные трубопроводы.Рисунок 5.3 - Схема привода управления подачей топлива: 1-подачи топлива, 2-уплотнитель педали, 3-тяга переднего рычага, 4-передний кронштейн, 5-передний рычаг, 6-промежутточная тяга, 7-пружина, 8,11-задние рычаги, 9-кронштейн, 10-вал поперечный, 12-тяга рычага регулятора, 13-болт ограничения минимальной частоты вращения, 14-рычаг управления, 15-болт ограничения максимальной частоты вращения, 16-рукоядки тяги управления подачей топлива, 17-рукоядка тяги останова двигателя.Педаль 1 подачи топлива связана с рычагом 14 управления регулятором топливного насоса расположенного на корпусе ТНВД. Устройство управления частотой вращения и остановом вала дизельного двигателя, содержащее поводок, флажки с управляющими тросиками, упоры, направляющие ролики, отличающееся тем, что в нем установлены электропривод в непосредственной близости от управляемого двигателя и шкивы для пропорционального перемещения управляющих тросиков в зависимости от угла поворота выходного вала электропривода.Рисунок 5.4 - Электрическая схема системы контрольно-измерительных приборов: 1 - указатель уровня топлива; 2 - датчик указателя уровня топлива; 3 - предохранитель 13.3722 (7,5 А); 4 - датчик указателя температуры охлаждающей жидкости; 5 - датчик перегрева охлаждающей жидкости; 6 - датчик аварийного давления масла; 7 - датчик указателя давления масла; 8 - указатель давления масла; 9, 11 - блоки контрольных ламп; 10 - указатель температуры охлаждающей жидкости; 12 -генератор; 13 - тахометр; 14 - спидометр; 15 - датчик спидометра; I - к выключателю приборов и стартера.Контрольный блок устанавливается под приборным щитком автомобиля и подключается к бортовой сети автомобиля. И через разъем подключается к датчику спидометра. Спидометр с электроприводом состоит из двух узлов: датчика и приемника, соединенных экранированным проводом и включенных в цепь электрооборудования автомобиля. Датчик электропривода устанавливают непосредственно на коробке передач. Он представляет собой контактный прерыватель, преобразующий постоянный ток в трехфазный переменный, частота которого изменяется пропорционально частоте вращения коллектора датчика.Спидометр представляет собой трехфазный синхронный двигатель с вращающимся двухполюсным постоянным магнитом. Обмотка стартера трехфазная катушечная с тремя полюсами, а ротор электродвигателя - постоянный двухполюсный магнит. Вращение ротора передается счетному узлу спидометра. Далее показания спидометра возвращаются в контрольный блок и обрабатываются. При превышении допустимой скорости контрольный блок подает команду на электропневмоклапан который соединен с пневосистемой автомобиля и подает сжатый воздух в корпус пневмоцилиндра После снижения скорости движения до установленной контрольный блок отключает электропневмоклапан подача воздуха прекращается и пружина пневмоцилиндра отжимает шток вниз, педаль освобождается. При срабатывании электропневмоклапана срабатывает зуммер и лампа стоп-сигнала на панели приборов.Анализ и выбор пневмоцилиндра одностороннего действияПневмоцилиндры поршневые одностороннего действия с пружинным возвратом отличаются от цилиндров двухстороннего действия наличием пружины в штоковой полости.Пневмоцилиндры одностороннего действия имеют увеличенные габариты относительно аналогичных цилиндров двухстороннего действия.Для цилиндров одностороннего действия с пружинным возвратом величина максимального хода недолжна превышать 0,8-1,5 диаметра поршня, так как пружина при больших ходах значительно снижает окончательное усилие на штоке. Широкое применение имеют цилиндры с диаметром поршня  от 32 до 100 мм с ходом поршня до 100 мм.Рисунок 5.5 - Пневмоцилиндры FESTOТаблица 5.1 - Усилие на штоке пневоцилиндраНаименованиепараметраДиаметр цилиндра, мм3240506380Значение параметраНоминальное давление, МПа1Давление страгивание не более, МПа0,050,0350,0300,050,035Номинальная сила цилиндра, Н-толкающая7206201130950176015302800250045004080Ход поршня25,32,40,50,63,80,100,125,160Масса,кг0,71,01,62,23,6Таблица 5.2 - Потребление воздуха пневмоцилиндромДиаметр,ммРасход воздуха при движении штокаПри давлении, кгс/см2поршняштокатолкающиетолкающие.толкающие32120,0480,0560,08440160,0730,0880,150200,1180,1370,15763200,1870,2160,249Рисунок 5.6 - Установка гидроцилиндра на фланцеДиаметрЦилиндра, ммАМВD2D5D7L2L3L4L6ЕZB3222301232М640663,514,0501204024351638М645753,514,055135Так как рабочее давление автомобиля КАМАЗ составляет 6,5-7 кгс/см2 будем рассматривать гидроцилиндры для работы на этом параметре давления. Для обеспечения фиксации упора и удержании педали достаточно принять минимальный размер гидроцилиндра, так как усилие на педаль от нажатия нагой составляет 15-20кг.Предлагаемая конструкторская разработкаВ конструкторской разработке предлагается установка пневмоцилиндра одностороннего действия. Который устанавливается под полом кабины за педалью подачи топлива. Пневмоцилиндр соединяется тягой (тяга с контргайкой для изменения длины) которая шарнирно соединяется со штоком и упором. При работе автомобиля на холостом ходу, или при движении на пониженных передачах и установленной скорости запрагроммированной контрольным блоком упор в месте со штоком находится в отжатом положении не мешая педали подачи топлива управлять подачей топлива (пружина пневоцилиндра находится в нормальном положении разжата и шток в тянут в корпус). Рисунок 5.7 - Устройство ограничивающие скоростной режим автомобиля1-пол кабины, 2-педаль подачи топлива, 3-ограничитель, 4-тяга переднего рычага, 5-привод тяги, 6-промежуточная тяга, 7,10-болт, 8,11-шайба, 9,12-гайка, 13-кронштейн,14-пневмоцилиндр,15-тяга, 16-ось, 17упор, 18-контр гайка, 19-наконечник., 20-крепление пневоцилиндра.При превышении заданного скоростного параметра контрольный блок подает напряжение на электропневмоклапан ЭПК-69 который подает сжатый воздух в пневмогидроцилиндр 14, поршень сжимает пружину и выдвигает шток с наконечником 19 который блокирует привод передней тяги 5, и не дает дальше увеличивать подачу топлива педалью 2 ограничивает скорость движения автомобиля. Рисунок 5.8 - Электропневмоклапан ЭПК-69 для подачи сжатого воздуха к исполнительным органам по электрической командеПри снижении скорости до установленной контрольный блок отключает электропневмоклапан ЭПК-69 и под действием пружины воздух вытесняется через пневмоцилиндра ЭПК-69 шток и упор опускается в низ. От четкости и безотказности его работы зависит надежность и безопасность эксплуатации транспортного средства.5.3 Инженерные расчетыРасчет соединения наконечника штока с тягой упораШарнирное соединение будет испытывать сжимающею нагрузку. Следовательно соединение необходимо рассчитывать по напряжению сжатия. Тогда условие прочности примет вид (с. 26 [7]):, (5.1)где N – усилие приходящееся на ось соединения, Н;d – диаметр оси, м;δ max – максимальные напряжения сжатия, МПа.Показатель максимального напряжения сжатия показывает максимально допустимые нагрузки с учетом коэффициента запаса прочности., (5.2)где [δ] – предельные напряжения при растяжении, МПа,для стали Ст.3 [δ] = 100 МПа;к – коэффициент запаса,при переменной нагрузке К = 1,8 …2 (с. 37 [6]).,принимаем d =6 мм.Проверим тяги и наконечника по напряжениям сжатия.Расчет производим по формулер = N / (Fр*n) < [р]где Fр- площадь сечения тяги по резьбе;n = 1 число тяг.[р] = 160 мПа допускаемое напряжение растяжения для болтового соединения.Площадь поперечного сечения резьбы = 28,11 мм2.Fр= * D2 2 / 4 = 3,14*0,028112 / 4 = 6,21*10-4 м2Тогда р =19600 / (6,21*10-4*1) =31,5 мПА < [р] = 160 мПаУсловие выполняется, прочность обеспечивается.Расчеты показали, что заклепочное соединение и резьбовое соединения выдержат нагрузки при работе6 Безопасность жизнедеятельности6.1 Охрана труда. Анализ состояния охраны трудаНа предприятии состоянию охраны труда уделяется особое внимание. Специальным приказом назначены лица, ответственные за состояние охраны труда и пожарной безопасности. С вновь принятыми на работу, инженер по технике безопасности, проводит вводный инструктаж. Перед допуском на рабочее место проводится первичный инструктаж начальником подразделения.С рабочими, занятыми на опасных работах и на работах с вредными условиями труда, постоянно проводятся дополнительные занятия по охране труда и технике безопасности.На предприятии ОАО «Новосибирский Автотранспортный комбинат № 1» имеется инженер по технике безопасности. Вводный инструктаж при трудоустройстве проводит главный специалист в присутствии инженера по технике безопасности, согласно ОСТ 46.0.126 - 82.Первичный инструктаж на рабочем месте, повторный, внеплановый, целевой инструктаж проводит руководитель работ.В хозяйстве уделяется недостаточное внимание вопросам по техники безопасности, поэтому имеет место производственный травматизм таблица 6.1.№п/пПоказатели Год1Среднесписочное число работников на предприятии, Р3253052752Число травмированных за год, Т3227293Суммарное число дней по бюллетеню за период, Дн1721531024Число смертельных травм, Тс---5Коэффициент частоты травматизма,Кч = Т/Р х 100098,488,5105,46Коэффициент тяжести травматизма, Кт = Дн / Т15,35,63,57Коэффициент потерь рабочего времени Кп = Дн/Р х 1000529,2501,6370,98Коэффициент летальности Кл = 10000 / Тс--9Количество проф. заболеваний, П---10Затраты на охрану труда, тыс. руб. Зот52,882,167,1Выводы и предложения по охране труда и технике безопасности.Результаты анализа состояния охраны труда и ТБ на предприятии ОАО «Новосибирский Автотранспортный комбинат № 1» сделаны следующие выводы.1.Частота травматизма с каждым годом увеличивается за счет низкой организаций рабочих мест, и за счет снижения контроля над соблюдением правил техники безопасности при проведении производственных работ. Обучение рабочих по охране труда и инструктаж, проводятся согласно принятым нормам и правилам. Также наблюдается нестабильное финансирование на организацию охрану труда.2.В связи с тем, что на предприятии ОАО «Новосибирский Автотранспортный комбинат № 1» высокая разномарочность обслуживаемых автомобилей, а также требования предъявляемые к производству работ требует повышенного внимания к вопросам охраны труда и повышению уровня работ.6.2 Пожарная безопасностьПравила пожарной безопасности распространяются на все предприятие Данные рекомендации пожарной безопасности разработаны в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-76, ГОСТ 12.1.010-76, ГОСТ 12.2.013-75, ГОСТ 12.3.005-75, ГОСТ 12.4.009-75, ГОСТ 12.4.026-76, ГОСТ 25289-82, СНиП 11-93-74, СНиП 11-4-79, СНиП 11-33-75, Типовых правил пожарной безопасности для промышленных предприятий, утвержденных ГУПО МВД СССР 21.08.1975 г.В соответствии с действующим законодательством ответственность за обеспечение пожарной безопасности предприятия несет его руководитель. Контроль и помощь в обеспечении противопожарной защиты предприятия осуществляет вышестоящая организация.Ответственность за пожарную безопасность технического обслуживания (ТО) и ремонта (ТР) автомобилей, возлагается на их руководителей.Рекомендации по предотвращению пожарной опасности на участке:- установить на территории, места для курения, определить места и допустимое количество единовременного хранения легковоспламеняющихся горючих веществ, сырья и готовой продукции, установить четкий порядок проведения огневых работ, порядок осмотра и закрытия помещений после окончания работы и постоянно обеспечивать строжайшее соблюдение всеми работающими;- обеспечивать разработку планов эвакуации людей, автомобилей, оборудования и других материальных ценностей на случай пожара;- осуществлять контроль за внедрением мероприятий, обеспечивающих пожарную безопасность производства, а также оборудование предприятия автоматическими средствами противопожарной защиты;- периодически проверять состояние пожарной безопасности на предприятии (степень выполнения и эффективность организационных мер администрации, наличие и исправность технических средств борьбы с пожарами, боеспособность пожарной охраны и ДПД) и принимать необходимые меры по ее усилению;- привлекать к ответственности лиц, допускающих нарушение настоящих Правил, а также разработанных на предприятии инструкций по пожарной безопасности.Лица, ответственные за обеспечение пожарной безопасности на вверенных им участках, обязаны:- знать пожарную опасность применяемых в производстве веществ и материалов, технологического процесса производства;- обучать работающих правилам пожарной безопасности;- следить за тем, чтобы на территории предприятия строго соблюдались- установленные правила пожарной безопасности;- не допускать проведения работ с применением открытого огня, электрогазосварочных и других работ в непредусмотренных для этой цели местах без письменного разрешения руководителя предприятия и без согласования с пожарной охраной;- не допускать загромождения пожарных подъездов к зданиям и сооружениям, к водоисточникам, подступов к пожарному оборудованию, а также проходов в зданиях, коридоров и лестничных клеток;- содержать в постоянной готовности все имеющиеся средства пожаротушения и извещения о пожарах и проверять их исправность не реже одного раза в квартал;- немедленно устранять все обнаруженные нарушения правил пожарной безопасности и неисправности пожарного оборудования, докладывать об этом- администрации предприятия, а также о всех происшествиях, могущих привести к пожару, с указанием причин и виновных лиц;- перед закрытием помещений, после окончания работы, тщательно осматривать их, полностью, исключая условия возникновения пожара.6.3 Расчет освещения6.3.1 Естественного освещенияУчасток расположен в существующем здании с двухсторонним расположением оконных проемов. Определим суммарную площадь световых проемов ∑F0 - при проектировании новых производственных и бытовых помещений.∑F0=еH *Sо*η0/100*τ0*r1 (6.4)Где F0 - суммарная площадь окон, (м2) τ0 - общий коэффициент светопропускания, = 0,25 в соответствии с [таблица 2, 16]; r1 - коэффициент, учитывающий свет отраженный от стен и потолка, = 1,7.