Реконструкция станции технического обслуживания автомобилей

Аннотация

Тема дипломного проекта — реконструкция станции технического обслуживания автомобилей.

В дипломном проекте приведён технологический расчёт предприятия, предложена организация технологического процесса по обслуживанию, диагностике и ремонту автомобилей.

В исследовательской части изучен вопрос современных методов диагностирования дизельных двигателей.

В технологическом разделе разработана технология производства двухрядной звездочки, привода газораспределительного механизма.

В разделе по охране труда и окружающей среды приведены нормы, которыми следует руководствоваться при организации рабочих мест и техпроцессов по ТО и ТР автомобилей на предприятиях. Изложены расчёты воздушной завесы для въездных ворот, искусственного освещения и вредных выбросов, даны рекомендации по охране окружающей среды.

В экономическом разделе приведен расчёт сроков окупаемости данного проекта, проведена оценка коммерческой эффективности инвестиционных вложений проекта.

1. Исходные данные

2. Технологическое проектирование СТОА

2.1 Определение годового объема работ станции технического обслуживания автомобилей

2.2 Расчет численности производственных рабочих и необходимого числа постов

2.3 Расчет числа постов

2.4 Расчет площадей

2.4.1 Расчет площадей зон ТО и ТР

2.4.2 Расчет площадей производственных участков

2.5 Основные показатели и оценка проектных решений СТОА

3. Исследовательская часть

3.1 Современные методы диагностики дизельных двигателей

3.1.1 Самодиагностика

3.1.2 Таблицы данных

3.1.3 Поиск неисправностей с использованием дымомера типа «Хартридж

3.1.4 Относительное определение источника задымления

3.1.5 Проверка пусковой подачи

3.2.1 Момент начала подачи

3.2.2 Статическая установка начала подачи

3.2.3 Динамическое измерение начала подачи

3.3.1 Измерение давления в дизельных двигателях

3.3.2 Измерение давления в дизельной аппаратуре впрыскивания

3.3.3 Измерение давления наддува

3.3.4 Проверка утечек из камеры сгорания

3.3.5 Проверка компрессии в цилиндрах оценкой сигнала частоты вращения коленчатого вала

3.4.1 Аккумуляторная система впрыска топлива фирмы Bosch

3.4.2 Система подачи топлива

3.5 Поиск неисправностей в аккумуляторной системе

3.5.1 Самодиагностика

3.5.2 Гидравлическое испытание форсунок

4. Технологический раздел

4.1 Исходные данные для проектирования

4.2 Выбор маршрута обработки поверхности детали

4.3 Расчет припусков

4.3.1 Расчет одностороннего припуска на обработку левого торца заготовки

4.3.2 Расчет одностороннего припуска на обработку правого торца заготовки

4.3.3 Расчет двустороннего припуска на обработку поверхности заготовки

4.3.4 Определение операционного припуска и размера заготовки

4.4. Расчет режимов резанья

5. Охрана труда и окружающей среды

5.1 Анализ системы управления охраны труда и окружающей среды

5.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов на рабочих местах агрегатного участка

5.3 Несоответствие норм микроклимата

5.3.1 Расчет воздушной завесы

5.4 Вредные вещества

5.5 Шум и вибрация

5.6 Освещение

5.6.1 Проектирование искусственного освещения

5.7 Электробезопасность

5.8 Пожарная безопасность

5.8.1 Технические средства по своевременному обнаружению пожара.

5.8.2 Технические средства по тушению пожара

5.8.3 Первичные средства пожаротушения

5.8.4 Эвакуационные пути

5.9 Охрана окружающей среды

5.9.1 Расчет выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду

5.9.2Очистные сооружения

6. Экономико-организационный раздел Список используемой литературы

Введение

техническое обслуживание автомобиль двигатель диагностирование Все больше и больше российских потребителей выбирают машины иностранного производства. Их можно понять. Иномарки гораздо современнее, надежнее, безопаснее наших машин. С ростом продаж должны развиваться и дилерские центры по обслуживанию и ремонту этих машин. Ремонт иномарок требует квалифицированных специалистов, потому что в современных машинах уже электроника и электронные системы играют решающую роль.

Необходимо современное диагностическое оборудование, качественные инструменты, хорошо спланированная и оборудованная ремзона.

Автосервис «Бекас» основан в 1991 году. С 1998 года является официальным сервисным дилером компании «Форд» в Туле. Он производим техническое обслуживание и ремонт (в том числе гарантийный) а/м этой марки и имеет постоянно обновляемый склад оригинальных запчастей и расходных материалов. Механики автосервиса постоянно проходят курсы повышения квалификации и переподготовку на новые модели в учебном центре Форд. На сегодняшний день Автосервис «Бекас» является единственным официальным дилером компании «Форд» на территории Тулы и Тульской области.

1. Исходные данные

Необходимые данные для расчёта

Таблица 1.1

Обоснование исходных данных

Рост парка легковых автомобилей требует значительного и интенсивного развития производственно-технической базы для технического обслуживания и ремонта автомобилей, принадлежащих населению (СТОА). Проектирование СТОА принципиально отличается от аналогичной задачи для автотранспортных предприятий.

Будем рассматривать особенности технологического расчета СТОА, работающих с клиентами, эксплуатирующими автомобили по фактическому техническому состоянию, учитывая, что заезды автомобилей для проведения различных работ по обслуживанию и ремонту на СТОА носят в основном случайный и, кроме того, сезонный характер.

2. Технологическое проектирование станции технического обслуживания автомобилей

2.1 Определение годового объема работ СТОА

Одним из главнейших факторов, определяющих мощность и тип городских станций обслуживания, являются число и состав автомобилей по моделям, находящихся в зоне обслуживания проектируемой СТОА. Число легковых автомобилей N, принадлежащих населению данного города (населенного пункта), с учетом перспективы развития парка может быть определено на основе отчетных (статистических) данных или исходя из средней насыщенности населения легковыми автомобилями (на 1000 жителей), т. е.

N = АП/1000,

где А — численность населения; П — число автомобилей на 1000 жителей.

Следует учесть, что ООО «Автосервис Бекас» является единственным в Туле и области официальным дилером марки Форд, следовательно будем считать, что здесь обслуживаются автомобили Тулы и Тульской области.

Согласно данным численность населения Тульской области-1 553 145 человек, число автомобилей на 1000 человек составляет 136. Доля марки Форд среди всех марок около 4 процентов.

N=(1 553 145 136/1000)0.04=8449 автомобилей Так как определенная часть автовладельцев проводит ТО и TP собственными силами, расчетное число обслуживаемых на станциях в год автомобилей

N = NK,

где К= 0,75−0,90 — коэффициент, учитывающий число владельцев автомобилей, пользующихся услугами СТОА.

В связи с продолжающимся экономическим кризисом все меньше людей приезжают к официальным дилерам для обслуживания своего автомобиля, т.к. это очень дорого. Поэтому будем считать К=0.65

N=84 490.65=5490 автомобилей Годовой объем работ городских СТОА включает ТО и TP, уборочно-моечные работы и предпродажную подготовку автомобилей (при продаже автомобилей на предприятиях автосервиса).

Годовой объем работ по ТО и TP (в человеко-часах)

T_Г=N_CT0AL_Г t/1000, где N_CT0A — число автомобилей, обслуживаемых проектируемой СТОА в год; L_Г-среднегодовой пробег автомобиля, км; t-удельная трудоемкость работ по ТО и TP, чел.-ч/1000 км.

В соответствии с ОНТП нормативная трудоемкость ТО и TP, выполняемых на городских СТОА, установлена в зависимости от класса автомобилей.

Нормативная трудоемкость ТО и TP корректируется в зависимости от масштаба СТОА (числа рабочих постов).

Коэффициент коррекции трудоемкости ТО и TP зависит от числа рабочих постов:

До 5 постов… 1.05

От 5 до 10… 1.00

От 10 до 15… 0,95

От 15 до 25… 0,90

Более 25… 0,85

При известном числе заездов на СТОА по видам работ используются разовые трудоемкости, которые не подлежат коррекции.

T_Г=(5 490 100 002.30.95)/1000=119 957 чел.-ч.

Годовой объем уборочно-моечных работ Т_УМ (в человеко-часах) определяется исходя из числа заездов d на СТОА в год и средней трудоемкости работ t_УМ:

Т_УМ = N_СТОАdt_УМ

Т_УМ=549 020.25=2745 чел.-ч

Если на предприятии автосервиса продаются автомобили, то в общем объеме выполняемых работ необходимо предусмотреть работы, связанные с предпродажной подготовкой автомобилей. Годовой объем работ (в человеко-часах) по предпродажной подготовке определяется числом продаваемых автомобилей в год N_П и трудоемкостью t_ПП их обслуживания (3,5 чел.-ч):

Т_П=N_Пt_ПП

T_П=6003.5=2100 чел.-ч

Находим общий годовой объем работ Т=119 957+2745+2100=124 802 чел.-ч Кроме работ по ТО и TP автомобилей на предприятиях автосервиса выполняются вспомогательные работы, объем которых составляет 20−30% годового объема работ. В состав вспомогательных входят работы по ремонту и обслуживанию технологического оборудования, оснастки и инструмента, содержание инженерного и компрессорного оборудования и т. д.

2.2 Расчет численности производственных рабочих и необходимого числа производственных постов

К производственным относятся рабочие постов и участков, непосредственно выполняющие работы по ТО и TP автомобилей на СТОА. Различают технологически необходимое и штатное число рабочих.

Технологически необходимое число производственных рабочих рассчитывается следующим образом:

Р_Т = Т_Т/Ф_Т

где Р_Т — технологически необходимое число рабочих, чел.; Т_Т — годовой объем работ по постам или участкам, чел.-ч; Ф_Т — годовой фонд времени технологически необходимого рабочего при односменной работе (номинальный), ч.

Фонд Ф_Т определяется продолжительностью смены (в зависимости от продолжительности рабочей недели) и числом рабочих дней в году. В соответствии с Трудовым кодексом РФ нормальная продолжительность рабочего времени не может превышать 40 ч в неделю (учет времени, фактически отработанного каждым работником, обязан вести работодатель).

Годовой фонд времени технологически необходимого рабочего:

Ф_Т = 8(Д_КГ-Д_В-Д_П), где 8 — продолжительность смены, ч; Д_КГ — число календарных дней в году; Д_В — число выходных дней в году, дней; Д_П — число праздничных дней в году, дней.

Ф_Т=8 (365−104−14)=1976 ч.

Таким образом, технологически необходимое число производственных рабочих Р_Т =124 802/1976=63 человека .

Штатное число производственных рабочих определяется как Р_Ш=Т_П/Ф_Ш, чел

где Т_П — годовой объем работ по постам или участкам, чел.-ч; Ф_ш- годовой фонд времени штатного рабочего (эффективный), ч.

Годовой объем работ по постам и участкам Т_П вычисляется исходя из годового объема работ (мощности) СТОА в соответствии с распределением трудоемкостей обслуживания и ремонта по видам работ. Примерное распределение трудоемкостей приводится в табл. 2.1.

Таблица 2.1. Примерное распределение трудоемкостей на СТОА

Годовой фонд времени штатного рабочего определяет фактическое время, отработанное исполнителем непосредственно на рабочем месте. Фонд времени штатного рабочего Ф_Ш меньше фонда «технологического» рабочего Ф_Т за счет предоставления рабочим отпусков и невыходов рабочих по уважительным причинам (болезнь и т. д.):

Ф_Ш=Ф_Т-8(Д_ОТ-Д_УД),

где Д_от — число дней отпуска, установленного для данной профессии рабочего; Д_уп — число дней невыхода на работу по уважительным причинам.

Ф_Ш=1976;8(28−9)=1824 ч Р_Ш=124 802/1824=68 человек Штатная численность вспомогательных рабочих принимается, как для производственных рабочих; распределение численности вспомогательных рабочих по видам работ следует определять поданным табл. 2.2.

Таблица 2.2. Распределение вспомогательных рабочих по видам работ

Штатная численность инженерно-технических работников и служащих СТОА, младшего обслуживающего персонала, пожарно-сторожевой охраны в зависимости от масштаба СТОА следует принимать в соответствии с требованиями ОНТП 01−91 (табл. 2.3.).

Таблица 2.3. Численность персонала СТОА

2.3 Расчет числа постов

Более 50% объема работ по ТО и TP выполняется на постах, поэтому число постов во многом определяет выбор объемно-планировочного решения СТОА. Число постов зависит от вида, мощности и трудоемкости воздействий, метода организации ТО и TP и диагностики автомобилей, режима работы производственных зон.

Выбор метода организации ТО и TP автомобилей. Посты ТО по своему технологическому назначению подразделяются на универсальные, где выполняют все или большинство операций данного воздействия, и специализированные, где выполняют только одну или несколько операций. Целесообразность применения универсальных или специализированных постов зависит прежде всего от производственной программы и режима производства.

Посты по своему технологическому назначению подразделяются на производственные, вспомогательные и автомобиле-места ожидания и хранения.

Число производственных постов уборочно-моечных работ (предшествующих ТО и TP и входящих в технологический процесс обслуживания и ремонта), постов ТО, диагностики, разборочно-сборочных и регулировочных работ, кузовных и окрасочных работ TP, а также вспомогательных постов для приемки и выдачи определяется по формуле П=

где T_Г — годовой объем постовых работ, чел.-ч (рассматривалось при определении штатного числа рабочих); К_Н = 1,15 —коэффициент неравномерности загрузки постов, отражающий случайный характер возникновения потребности в технических воздействиях, обусловливающий колебания потребности в технических воздействиях как по времени возникновения, так и по трудоемкости выполнения, что вызывает простои автомобиля в ожидании очереди; Д_РГ — число рабочих дней в году; К_ИСП — коэффициент использования рабочего времени поста, учитывающий потери рабочего времени, связанные с уходом исполнителей с постов (туалет, склад, другие участки и т. д.), а также из-за вынужденных простоев автомобилей в процессе выполнения работ, причем при расчетах К_ИСП = 0,95 при одной смене работы СТОА, К_ИСП = 0,94 при двухсменной работе СТОА.

Продолжительность рабочей смены Т_СМ для производств с нормальными условиями труда не ограничена, но при общей продолжительности работы не более 40 ч в неделю.

Продолжительность ежедневной работы (смены) не может превышать 5 ч: для работников в возрасте от 15 до 16 лет, 7 ч — в возрасте от 16 до 18 лет; для инвалидов — в соответствии с медицинским заключением.

Для работников, занятых на работах с вредными условиями труда, где установлена сокращенная продолжительность рабочего времени, максимально допустимая продолжительность ежедневной работы (смены) не может превышать: 8 ч при 36-часовой рабочей неделе; 6 ч при 30-часовой рабочей неделе и менее.

В расчетах принимают продолжительность смены при 5-дневной рабочей неделе — 8 ч, при 6-дневной — 6,7 ч, для вредных условий труда при 5-дневной рабочей неделе Т_см = 7 ч, а при 6-дневной — 5,7 ч.

Общее число рабочих часов в год как при 5-дневной, так и 6-дневной рабочей неделе одинаково.

Численность одновременно работающих на одном посту Р в формуле принимается равной:

3 работающих для постов моечно-уборочных работ, ТО и TP;

1,5 работающего для кузовных и окрасочных работ;

1 работающий для приемки-выдачи автомобилей.

П=(1 199 571,15)/(247 283)=11 постов Число рабочих постов для выполнения косметической (коммерческой) мойки легковых автомобилей, принадлежащих гражданам, определяется исходя из суточной производственной программы, продолжительности выполнения работ и производительности моечного оборудования:

где А_С - суточная производственная программа, ед.; Т_В — продолжительность выполнения работ, ч; Р_М — производительность моечного оборудования, авто/ч.

П=10/1.23=3 поста Число вспомогательных постов. Вспомогательные посты — это автомобиле-места, оснащенные или не оснащенные оборудованием, на которых выполняются технологические вспомогательные операции (посты приемки и выдачи автомобилей, контроля после проведения ТО и TP, сушки на участке уборочно-моечных работ, подготовки и сушки на окрасочном участке).

Число постов на участке приемки автомобилей П_ПР определяется в зависимости от числа заездов автомобилей на СТОА d и времени приемки автомобилей:

П_ПР =N_СТОА d /(Д_РГ Т_ПР А_ПР), где N_СТОА — число автомобилей, обслуживаемых СТОА (мощность СТОА); = 1,1 — 1,5 — коэффициент неравномерности поступления автомобилей; Т_ПР - суточная продолжительность работы участка приемки автомобилей, ч; А_ПР = 2−3 — пропускная способность поста приемки, авт/ч.

П_ПР =549 021.3/(30 583)=2 поста Общее число вспомогательных постов на один рабочий пост составляет 0,25−0,50.

Автомобиле-места ожидания — это места, которые занимают автомобили, ожидающие постановки на рабочие или вспомогательные посты, или ремонта снятых с автомобиля агрегатов, узлов и приборов.

В планировочном отношении разница между постами и автомобиле-местами ожидания заключается в нормативных расстояниях между установленными на них автомобилями, а также автомобилями и элементами конструкции здания. Нормируемые расстояния принимаются по ОНТП. Общее число автомобиле-мест ожидания на производственных участках СТОА составляет 0,5 на один рабочий пост. Места ожидания рекомендуется размещать непосредственно в помещениях постов ТО и TP автомобилей.

Автомобиле-места хранения предусматриваются для готовых к выдаче автомобилей и автомобилей, принятых на ТО и ТР. При наличии магазина необходимо иметь автомобиле-места для продажи автомобилей (в здании) и для хранения на открытой стоянке магазина.

Для хранения готовых автомобилей число автомобиле-мест

продолжительность работы участка выдачи автомобилей в сутки, ч; Т_ПР— среднее время пребывания автомобиля на СТОА после его обслуживания до выдачи владельцу (около 4ч).

Общее число автомобиле-мест для хранения автомобилей, ожидающих обслуживания и готовых к выдаче (стоянки), следует принимать из расчета на один рабочий пост:

3 места — для городских СТОА;

1,5 места — для дорожных СТОА.

Число мест для стоянки автомобилей клиентов и персонала СТОА вне территории следует принимать из расчета 2 места стоянки на 1 рабочий пост.

На открытой стоянке магазина число автомобиле-мест хранения П_О=N_ПД_В/Д_{РАБ М}, где N_П — число продаваемых автомобилей в год; Д_В = 20 — число дней запаса; Д_{РАБ М} — число рабочих дней магазина в год.

П_О=60 020/305=39 мест.

2.4 Расчет площадей

Площади СТОА по своему функциональному назначению подразделяются на три основные группы — производственно-складские, для хранения автомобилей и вспомогательные.

В состав производственно-складских помещений входят зоны ТО и TP, производственные участки TP, склады, а также технические помещения энергетических и санитарно-техни-ческих служб и устройств (компрессорные, трансформаторные, насосные, вентиляционные и т. п.). Для малых СТОА при небольшой производственной программе некоторые участки с однородным характером работ и отдельные складские помещения могут быть объединены.

Площадь помещений и сооружений (открытых площадок, устройств для очистки воды и др.) устанавливается в зависимости от числа автомобиле-мест хранения, рабочих и вспомогательных постов, мест ожидания, габаритных размеров автомобилей, норм размещения автомобилей и оборудования (допустимые расстояния, внутренние проезды, коэффициенты плотности и расстановки оборудования и т. д.).

В состав административно-бытовых помещений предприятия, согласно СНиП 2.09.04−87 «Административные и бытовые здания», входят: санитарно-бытовые помещения, пункты общественного питания, здравоохранения (медицинские пункты), культурного обслуживания, управления. В составе административных помещений следует предусматривать помещение для клиентов, включающее зону для размещения работников, оформляющих заказы и выполняющих денежные операции, зону продажи запасных частей, автопринадлежностей, инструмента, автокосметики и камеры хранения вещей заказчиков.

2.4.1 Расчет площадей зон ТО и ТР.

В зависимости от стадии выполнения проекта СТОА площади зон ТО и TP рассчитывают: на стадии технико-экономического обоснования и выбора объемно-планировочного решения, а также при предварительных расчетах — по удельным площадям; на стадии разработки планировочного решения зон — графическим построением.

Площадь зоны ТО или TP

Где f_А — площадь, занимаемая автомобилем в плане (по габаритным размерам), м²; Х_З — число постов; К_П - коэффициент плотности расстановки постов, представляющий собой отношение площади, занимаемой автомобилями, проездами, проходами, рабочими местами, к сумме площадей проекции автомобилей в плане. Значение К_П зависит от габаритов автомобиля и расположения постов: при одностороннем расположении постов К_П = 6—7; при двусторонней расстановке постов и поточном методе обслуживания К_П = 4−5; меньшие значения К_П принимаются для СТОА, имеющей не более 10 постов.

2.4.2 Расчет площадей производственных участков.

Площади участков рассчитывают по площади, занимаемой оборудованием, и коэффициенту плотности его расстановки К_П. Площадь участка Где f_об — суммарная площадь горизонтальной проекции по габаритным размерам оборудования, м².

Для расчета F_У предварительно на основе Табеля и каталогов технологического оборудования составляют ведомость оборудования и определяют его суммарную площадь f_об по участку.

Площадь кузовного участка:

F_К=f_КОБК_П,

где F_К — площадь кузовного участка, м²;

f_КОБ — суммарная площадь горизонтальной проекции по габаритным размерам оборудования, включая автомобиль, м²;

К_П — коэффициент плотности расстановки оборудования

F_K=17•12=204м²

Площадь участка диагностики :

F_Д=f_ДОБК_П,

где F_Д — площадь участка диагностики, м;

f_ДОБ. — суммарная площадь горизонтальной проекции по габаритным размерам оборудования участка диагностики, включая площадь а/м, м²;

К_П — коэффициент плотности расстановки оборудования

F_Д=32•14.2=454м²

Площадь шиномонтажного участка:

F_Ш=f_ШОБК_П,

где F_Ш — площадь шиномонтажного участка, м²;

f_ШОБ — суммарная площадь горизонтальной проекции по габаритным размерам шиномонтажного участка, м²;

К_П — коэффициент плотности расстановки оборудования

F_Ш=4.8•5.3=25.5м²

Расчет площадей складских помещений производится с использованием двух методов расчета: 1) по удельной площади складских помещений на 10 автомобилей; 2) по площади, занимаемой оборудованием для хранения запаса эксплуатационных материалов, запасных частей, агрегатов, материалов с учетом коэффициента плотности расстановки оборудования.

Площадь складских помещений и сооружений СТОА легковых автомобилей можно также рассчитать в соответствии с требованиями ОНТП как произведение удельных нормативов на каждые 1000 комплексно обслуживаемых условных автомобилей. Ниже приводятся удельные нормативы для расчета площади складских помещений, м².

Запасные масти и детали 32

Двигатели, агрегаты и узлы 12

Эксплуатационные материалы 6

Склад шин 8

Лакокрасочные материалы 4

Смазочные материалы 6

Так как проектируемое СТО обслуживает 5490 автомобилей принимаем:

Запасные масти и детали 176

Двигатели, агрегаты и узлы 66

Эксплуатационные материалы 33

Склад шин 44

Лакокрасочные материалы 22

Смазочные материалы 33

Расчет площади зоны хранения автомобилей. При укрупненных расчетах площадь зоны хранения Где f_О— площадь, занимаемая автомобилем в плане (по габаритным размерам), м²; А_СТ - число автомобиле-мест хранения; К_П = 2,5—3,0 — коэффициент плотности расстановки автомобиле-мест хранения.

м²

Расчет площадей административно-бытовых помещений. Эти помещения являются объектом архитектурного проектирования и должны соответствовать требованиям СНиП 2.09.04—87.

Расчет площадей вспомогательных помещений Площадь бухгалтерии:

F_Б=9N,

где F_Б — площадь бухгалтерии, м²;

N — количество работающих, чел.

9 — 9 м² для бытовых помещений на одного работающего по СНиП-11;

92−76

F_Б=9•5=45 м²

Площадь кабинета начальника:

F_Н=9N,

где N — количество работающих;

9 — 9 м площадь бытовых помещений на одного работающего

Fн=9•1=9м²

Площадь комнаты отдыха :

F_КО=23 м² по СНиП 11−92 -76

Площадь гардеробной:

F_Г=12 м² по СНиП 11−92−76

Площадь душевой:

F_ДУШ=10 м² по СНиП 11−92−76

Площадь туалета:

F_ТУАЛ=6 м² по СНиП 11−92−76

2.5 Основные показатели и оценка проектных решений СТО

К основным показателям СТО относятся: число комплексно обслуживаемых автомобилей в год, полезная площадь здания и площадь участка. Основными исходными данными, принятыми в проектах для расчета этих показателей, являются трудоемкость ТО и TP на один автомобиль в год и режим работы СТО. Отличие этих исходных данных отражается на основных показателях СТО. Так, чем больше принятая трудоемкость ТО и TP на один автомобиль при одинаковом режиме работы станции, тем меньше пропускная способность СТО и наоборот. Поэтому для определения технико-экономических показателей и оценки технического уровня проектных решений СТО по аналогии с АТП в соответствии с ОНТП используются не абсолютные, а удельные показатели на один рабочий пост: число производственных рабочих; площадь производственно-складских помещений, м²; площадь административно-бытовых помещений, м²; площадь территории, м²; число комплексно обслуживаемых автомобилей (заездов) в год.

Значения удельных показателей для городских СТО рассчитаны для следующих эталонных условий: число рабочих постов — 10, среднегодовой пробег одного автомобиля — 10,0 тыс. км; климатический район — умеренно холодный; условия водоснабжения, теплоснабжения и электроснабжения — от городских сетей.

Для условий, отличающихся от эталонных, все показатели для городских СТО в зависимости от общего числа рабочих постов СТО (ТО, TP, коммерческой мойки, противокоррозионной обработки, предпродажной подготовки) корректируются коэффициентом k_П. Кроме того, показатель «Число комплексно обслуживаемых автомобилей в год» корректируется коэффициентами, учитывающими: класс легковых автомобилей — k_КЛ среднегодовой пробег одного автомобиля — k_С и климатический район — k_К

Таблица 2.3. Удельные технико-экономические показатели СТО на один рабочий, пост для эталонных условий (по ОНТП-01−91)

Коэффициент для легковых автомобилей особо малого класса (ЗАЗ-1102) равен 1,15, для малого класса (ВАЗ-2107) — 1,00 и для среднего (ГАЗ-24−10) — 0,85.

Коэффициент k_п для среднегодового пробега одного автомобиля в 8 тыс. км равен 1,25 для пробега в 10 тыс. км — 1,00, для пробега в 12 тыс. км — 0,84, для пробега в 14 тыс. км — 0,72; 16 тыс. км — 0,63; 18 тыс. км — 0,56; 20 тыс. км — 0,50.

Коэффициент k_к для различных климатических районов имеет следующие значения: умеренного — 1,00; умеренно теплого, умеренно теплого влажного, теплого влажного — 1,11; жаркого сухого, очень жаркого сухого — 0,91; умеренно холодного — 0,91; холодного — 0,83 и очень холодного — 0,77.

Площадь производственно-складских помещений с учетом площади сантехнических и энергетических помещений принимается с коэффициентом 1,18.

Абсолютные значения нормативных технико-экономических показателей СТО определяются произведением соответствующих удельных показателей для эталонных условий на коэффициенты приведения и общее число рабочих постов СТО:

P= Р_эт уд •k_p1•X^об

S_T= S_{эт уд т}• k_p2•X^об

S_П= S_{эт уд п}•X^об

N=N_эт уд•k_кл•k_п•k_к• X^об

S_a= S_{эт уд а}•k_p3• X^об

Где P — общее число производственных рабочих; S_т S_п S_а — соответственно общая площадь территории, производственно-складских административно-бытовых

помещений, м²; N — общее число комплексно обслуживаемых автомобилей в год;; Х°^б — общее число постов СТО.

P=5•1•15=75 человек

S_T=1050•0.9•15=14 175 м²

S_П=197•1.18•15=3490 м²

N=390•1•1•0.84•15=4920 автомобилей

S_a=81•0.88•15=1070 м²

Сравним полученные абсолютные значения нормативных технико-экономических показателей эталонной СТО с расчетной СТО в таблице 2.4.

Таблица 2.4. Абсолютные значения нормативных технико-экономических показателей эталонной СТО с расчетной СТО в таблице

3. Исследовательская часть

3.1 Современные методы диагностики дизельных двигателей

Выбор измерений определяется наличием оборудования для диагностики и необходимыми затратами времени. Для электронных систем с самодиагностикой сначала считывают информацию из памяти неисправностей. Преимущество метода состоит в легком доступе к информации и возможности предварительной диагностики всех имеющихся электронных блоков. Разумеется, эффект от применения этого метода не должен переоцениваться, т. к. блок управления контролирует другие блоки большей частью лишь по конечному результату. Рано или поздно любой механик сталкивается с ситуациями, когда при неудовлетворительно работающем двигателе из памяти неисправностей может поступать сообщение о том, что они отсутствуют. В этом случае механик целенаправленными измерениями должен проверять блоки, которые не определяются самодиагностикой. Например, проверку работы механизмов двигателя и системы впрыска топлива придется осуществлять измерением компрессии и давления подачи топлива. При жалобах на плохой пуск, низкую мощность двигателя или дымный выхлоп рационально провести замер дымности ОГ дымомером типа «Хартридж». Преимущество такого замера — в легком доступе к выпускной трубе.

Большая часть блоков управления поставляется с так называемым перечнем параметров, куда входят все измеряемые величины, обрабатываемые блоком управления. Эти величины при опросе датчиков проверяются на достоверность. Комбинируя различные данные результатов проверки, механик, имеющий большой опыт измерений и хорошо знающий систему управления, может определить дальнейшие шаги проверки. В особенно сложных случаях рекомендуется зарегистрировать проведенные измерения, включая результаты их обработки, и соответствующим образом распечатать. Только действуя последовательно, методом исключения исправных блоков, можно выделить неисправный конструктивный элемент. Когда дефектный блок будет установлен — либо обнаружением в памяти неисправностей, либо с помощью соответствующих тестов — дефектная часть блока должна быть определена дальнейшими измерениями. Например, блок измерения температуры охлаждающей жидкости состоит из датчика температуры охлаждающей жидкости, электрических проводов, соединительных колодок и соответствующей части блока управления. В памяти неисправностей может оказаться испорченным один из вышеназванных конструктивных элементов. Измерением напряжения или сопротивления неисправный конструктивный элемент может быть окончательно определен и заменен. Такой метод проверки может потребовать очень много времени, однако в сложных случаях он является единственным, действительно приводящим к положительному результату.

3.1.1 Самодиагностика

Уже первые электронные системы впрыска топлива включали самодиагностику. В ремонтных мастерских с появлением двигателей, оснащенных системой впрыска, поя-вилась надежда, что одним лишь опросом памяти неисправностей подозрительный конструктивный элемент может быть обнаружен и заменен, а данные о нем удалены из памяти неисправностей. Традиционные измерения и методы диагностики, требующие больших затрат, должны были бы остаться в прошлом. Опыт все эти надежды разрушил: очень часто на явно неисправных транспортных средствах самодиагностика не определяет никаких повреждений или неправильно устанавливает причину неисправности. При гидродинамических или механических неисправностях самодиагностика либо ничего не выдает, либо выдает неправильные заключения.

Ограниченные возможности системы самодиагностики можно продемонстрировать на примере датчика температуры. Мерой температуры для блока управления служит падение напряжения на термисторе с отрицательным температурным коэффициентом NTC. Разработчик устанавливает допустимый диапазон температур, например, от -40 до +140 «С (рис. 3.1.1).

Рис. 3.1.1 Контролируемое блоком управления напряжение сигнала датчика с отрицательным температурным сопротивлением (NTC). В заштрихованной области блок управления не регистрирует неисправность Для блока управления все сигналы, соответствующие этому диапазону температур, находятся в области напряжений от 0,5 до 4,5 В. Только когда напряжение выходит из этой зеленой области, блок управления устанавливает ошибку, которая соответствует либо короткому замыканию (U₅= 0 В), либо обрыву (U₅= 5 В). Однако, если из-за повышенного переходного сопротивления в электрическом разъеме измеряется слишком низкая температура, а напряжение сигнала при этом не вышло из «зеленой области», блок управления посчитает эту информацию правильной и будет использовать ее, например, при расчете начала впрыскивания топлива или величины пусковой подачи топлива. Эти соображения относятся ко всем датчикам, у которых величина напряжения сигнала является мерой таких физических величин, как расход воздуха, давление наддува, положение педали подачи топлива и т. д. Отсюда следует, что сообщение блока управления «неисправность отсутствует» не всегда означает исправность блока. Даже если память неисправностей содержит сообщение о дефекте в блоке, необходимо быть начеку. При помощи системы самодиагностики блок управления производит мониторинг узла, который в нашем примере состоит из датчика температуры, жгута проводов с разъемами и блока питания. Прежде чем заменить датчик температуры, нужно с помощью дальнейших измерений убедиться, что неисправность действительно связана с дефектом датчика температуры, а не с дефектом жгута проводов или блока управления. Эти измерения будут иметь тем большее значение, чем выше стоимость неисправной детали. Очевидно, при включении и работу самодиагностики «электронные мозги» блока управления ни в коем случае не должны отключаться. Тем не менее в существующих в настоящее время системах нельзя отказываться от использования самодиагностики. Остается надеяться, что с широким внедрением протокола бортовой диагностики (OBD) глубина самодиагностики существенно расширится.

Рассмотрим еще несколько указаний по рациональному использованию самодиагностики.

Если в сложном случае неисправности возможно предположение, что ранее уже было несколько безуспешных поисков неисправности, память неисправностей следует стереть и провести пробные поездки — до тех пор, пока неисправность не возникнет снова. Тем самым можно избежать опасности, что память неисправностей покажет их во всех тестах, которые, например, проводились с рассоединенными разъемами.

В сложных случаях может оказаться рациональным опрашивать память неисправностей всех имеющихся на транспортном средстве систем. В настоящее время электрооборудование, оснащенное бортовым контроллером связи CAN, позволяет, например, обнаружить неполадки в питании блока управления — одну из наиболее часто встречающихся неисправностей у дизельных двигателей Volkswagen с непосредственным впрыском и турбонаддувом, возникающих из-за дефектов реле. Сам блок управления не может регистрировать нарушение питания, т. к. в этот момент из-за неполадок в питании у него не работает память. Одновременно нарушается обмен данными с другими блоками управления, что регистрируется работающими блоками управления как ошибки в передаче данных.

Многие блоки управления (например, на автомобилях Mercedes-Benz) при появлении ошибок фиксируют рабочее состояние двигателя, например температуру, частоту вращения коленчатого вала, скорость и пройденный путь автомобиля. Последующая оценка граничных условий позволит быстрее выявить неисправность и воспроизвести ее при испытательной поездке.

3.1.2 Таблица данных

Все современные блоки управления передают на считывающее устройство замеренные параметры, относящиеся к наиболее значимой части самодиагностики. Имея таблицу этих данных, можно за короткое время получить полную информацию о работе блока управления, даже если память неисправностей не заполнена. Многие блоки управления показывают также соответствующие заданные параметры и дают быстрое сравнение заданных и действительных значений.

Данные можно вызвать для всех рабочих состояний двигателя, начиная с включения выключателя стартера и свечей накаливания. Если автомобиль долгое время не запускался, стоит обратить внимание на все значения измеряемой температуры — охлаждающей жидкости, топлива и воздуха на впуске (строки 4,18 и 19, табл. 3.1.1). После длительной стоянки автомобиля измеряемые величины температуры должны отличаться от заданных не более чем на 2 °C. Если эта величина превышена, датчик температуры должен быть протестирован, в частности, с использованием термометра. В процессе прогрева двигателя показания температуры могут проверяться, как и все другие величины, на логичность изменения. Например, начало впрыскивания должно оставаться вблизи установочного угла поворота коленчатого вала и смещаться в направлении «раньше» с ростом частоты вращения коленчатого вала. При полном выходе из строя датчика, к примеру датчика температуры, показания будут различаться в зависимости от производителя и модели. У большей части производителей автомобилей в этом случае будет отображаться значение —50 °С, которое сразу бросится в глаза. На некоторых моделях автомобилей Volkswagen появляется либо последнее измеренное значение параметра, либо значение «по умолчанию», по которому блок управления делает расчеты. Показания моделей автомобилей Volkswagen следует принимать с особенной осторожностью — с учетом логичности изменений.

При работе двигателя с перебоями стоит обратить внимание на отклонение от заданной величины подачи топлива (строки с 24-й по 26-ю, табл. 3.1.1). Для выравнивания работы двигателя по цилиндрам блок управления изменяет подачу топлива в отдельных цилиндрах до тех пор, пока все цилиндры не будут работать одинаково. Такое регулирование по цилиндрам осуществляется по сигналам датчика ВМТ. В 3 строках с 24-й по 26-ю (табл. 3.1.1) отклонение подачи топлива указывается по отношению к опорному цилиндру. В системах впрыска, оснащенных датчиком подъема иглы распылителя форсунки, опорным является цилиндр, в который установлена форсунка с этим датчиком.

В аккумуляторных системах впрыска или системах с насос-форсунками рассчитывается средняя подача топлива и указывается отклонение по отдельным цилиндрам. Если в каком-либо цилиндре возникла серьезная неисправность, блок управления попытается изменением подачи топлива по цилиндрам выровнять работу двигателя на режиме холостого хода. Величину допуска для отклонения в подаче топлива по цилиндрам указывает производитель. По опыту автора, причину неисправности необходимо искать при отклонении подачи топлива больше чем на 1,5 мг/цикл или на 30% от базовой величины подачи (строка 2, табл. 3.1.1).

Табл. 3.1.1. Данные дизельного двигателя Volkswagen TDI мощностью 66 кВт, полученные на режиме холостого хода Оценка отклонений подачи топлива дает возможность быстро найти дефектный цилиндр, что особенно эффективно для аккумуляторной системы впрыска или системы с насос-форсунками, т. к. в этих системах нельзя обнаружить неисправность путем последовательного отсоединения по цилиндрам трубок высокого давления. Если неисправный цилиндр найден по большому отклонению подачи топлива, измерением компрессии в цилиндрах следует установить, идет ли речь о неисправности гидравлики форсунок или об ошибке в работе других механизмов двигателя. Типичные неисправности в электросхеме должны быть зарегистрированы в памяти неисправностей блока управления.

При всех преимуществах, которые дает просмотр таблицы данных, у этого метода диагностики имеются определенные ограничения по скорости передачи данных от блока управления в принимающие устройства и датчики. Считается, что чем больше передается данных, тем медленнее идет обновление измеряемых величин и тем менее точно определяются отклонения от заданных значений.

Функционирование исполнительных механизмов, действующих по команде блока управления, может быть предварительно определено визуально или на слух. Однако, хотя этот способ поиска неисправностей производит впечатление на клиентов, его эффективность сильно ограничена. Реле, например, может щелкать и при наличии сгоревших контактов, а гидравлический или пневматический клапан может срабатывать не только под действием злектрических команд. В любом случае при оценке закрытых конструктивных элементов без диагностики исполнительных механизмов не обойтись.

3.1.3 Поиск неисправностей с использованием дымомера типа «Хартридж»

Дымомер типа «Хартридж» имеется в распоряжении крупных мастерских для предварительной оценки дымности отработавших газов (далее ОГ) без больших затрат времени. Для большинства приборов по измерению дымности ОГ имеются специальные программы по поиску неисправности, включающие постоянные измерения действительных значений дымности ОГ, проводимые при пуске двигателя и на режиме холостого хода. Для определения дымности ОГ при полной нагрузке и максимальной (ограничиваемой регулятором) частоте вращения коленчатого вала регистрируются показания дымомера на режимах свободного ускорения.

Прибор для измерения дымности ОГ типа «Хартридж» оценивает отработавшие газы на просвет, т. е. точно так же, как это определяет своим зрением человек, поэтому этот прибор иногда называют «калиброванным глазом». Непрозрачность ОГ определяется наличием частиц сажи, несгоревшего топлива, моторного масла и водяного пара (рис. 3.1.2.).

Рис. 3.1.2. Факторы дымности ОГ и состав отработавших частиц.

Характеристики дымления дизельного двигателя.

Выброс сажи увеличивается с ростом нагрузки на двигатель, сопровождаемым обогащением топливо-воздушной смеси. Граница прекращения дымления соответствует составу смеси при коэффициенте избытка воздуха л = 1,2. Исправный дизельный двигатель на холостом ходу частиц сажи (твердых частиц) почти не выбрасывает. Усиленный выброс твердых частиц или несгоревшего топлива указывает на нарушения процесса сгорания, вызванные плохой подготовкой топливо-воздушной смеси, например, из-за неисправных распылителей форсунок, ошибочно установленного начала подачи или высокого расхода масла при износе деталей ЦПГ. Нарушения процесса сгорания могут приводить к повышенному дымлению на всех рабочих режимах. Большинство дымомеров позволяют регистрировать изменение непрозрачности ОГ в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, обеспечивая возможность поиска неисправности на режимах свободного ускорения (рис. 3.1.3.).

Рис. 3.1.3. Типичные кривые дымности ОГ и частоты вращения коленчатого вала при свободном ускорении Кривая дымности ОГ определена на всех рабочих режимах двигателя. Точка 1 (рис. 3.1.3.) характеризует дымность на холостом ходу — у исправного дизельного двигателя с отключенной рециркуляцией ОГ она должна быть менее 5%, соответственно, k = 0,12 м^-1. Превышение этого значения дымности ОГ свидетельствует о нарушениях процесса сгорания. В этом случае нужно проверить аппаратуру впрыскивания, распылители форсунок и момент начала подачи топлива. Неплотность прилегания поршневых колец также вызывает повышенное дымление, что можно объяснить, с одной стороны, низким давлением в конце такта сжатия, с другой стороны, повышенным расходом масла. Точка 2 (рис. 3.1.3.) характеризует максимальное дымление на полной нагрузке. Так как дизельный двигатель на режимах свободного ускорения работает с полной нагрузкой только в течение короткого времени, наибольшая подача топлива происходит также очень недолго. В исправном двигателе изменение непрозрачности ОГ приблизительно соответствует изменению подачи топлива. У современных дизельных двигателей максимальное дымление приблизительно соответствует k =1,0 м^-1. Более точные сведения о значении дымления двигателя на полной нагрузке указываются в табличке автомобиля (рис. 3.1.4.)

Рис. 3.1.4. Места нанесения коэффициента поглощения k для автомобилей: a — Peugeot, б — Ford Transit, в — Volkswagen Lupo

в обрамленном прямоугольнике приводится значение k, которое было установлено на режиме полной нагрузки при утверждении типа транспортного средства. Тот факт, что контрольное значение k можно обнаружить под капотом каждого автомобиля, значительно облегчает применение этого метода испытания. Если измеренное значение в точке 2 (рис. 3.1.3.) находится выше контрольной величины, двигатель получает при полной нагрузке слишком большое количество топлива или слишком малое количество воздуха. Прежде чем делать выбор между этими возможными неисправностями, желательно спросить клиента о мощности двигателя. Если мощность двигателя находится в допусках для серийной продукции, а значение дымности ОГ при этом слишком завышено, это означает, что двигатель получает при полной нагрузке слишком мало воздуха. Тогда при поиске причины неисправности следует пройти по пути всасываемого двигателем воздуха, начиная с проверки внешнего вида воздушного фильтра. Затем измерением давления наддува при полной нагрузке проверяют турбокомпрессор. Частой причиной повышенного дымления являются неисправности в системе рециркуляции ОГ. На режиме полной нагрузки рециркуляция ОГ обычно отключается. Если клапан рециркуляции ОГ из-за механической или электрической неисправности открыт на режиме полной нагрузки, двигатель выбрасывает густой черный дым, т. к. ОГ в системе рециркуляции вытесняют из впускного трубопровода свежий воздух. Действие клапана рециркуляции может быть проверено визуально или измерением с помощью дымомера при открытом клапане системы рециркуляции ОГ (рис. 3.1.5).