Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии 


ГЛАВА 4. РАСЧЕТ СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЯ




 

Должны быть выполнены расчеты смазочной системы и системы охлаждения, а также даны схемы и описание этих систем и систе­мы питания. Должны быть начерчены упрощенные схемы систем (по прототипу), отражающие принцип действия и особенности устройст­ва рассматриваемой системы. Желательно выполнение схем с приня­тыми обозначениями на миллиметровой бумаге по размеру листов записки.

 

Расчет смазочной системы

Расчетом последовательно определяются:

1. Емкость системы определяется по выражению:

, л

где Vуд - удельная емкость системы, принимаемая по прототипу или аналогичному двигателю, л/кВт;

Nн - номинальная (максимальная - для карбюраторного двига­теля) мощность двигателя, кВт.

Величина емкости смазочной системы основных автомобильных и тракторных двигателей приведена в табл.13.

Циркуляционный расход масла

, м3

где Qм= (0.015...0,030) Q0 =(0,015...0,030) , кДж/с- количество тепла, отводимого маслом;

Qн - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;

Qт - часовой расход топлива, кг/ч;

- плотность масла, = 900 кг/м3;

=10...15°С - подогрев масла в двигателе;

Cм = 2,094 кДж/кг С - средняя теплоемкость масла.

Для стабилизации давления в системе на случай износа шесте­рен, увеличения зазоров в подшипниках, перепуска масла и т.п. действительную производительность насоса принимают в 2...3 раза больше циркуляционного расходаVg = (2...3)Vц, м/с.

 

Расчетная производительность насоса и выбор конструктивных характеристик шестеренчатого насоса.

Расчетная производительность насоса с учетов объемного коэффициента подачи ηн будет:

, м3

При расчете масляного насоса принимают, что объем зуба шес­терен равен объему впадины между зубьями и потому объем масла, подаваемого двумя шестернями за 1 оборот, будет:

, м3/ об

где h=2m - высота зуба шестерен, м;

D=zm - диаметр начальной окружности шестерен, м.

Поэтому расчетная производительность насоса может быть вы­ражена формулой:

, м3

где z - число зубьев шестерен насоса, z = 6...12;

m - модуль зацепления, принимаемый от 3 до 6 мм (подстав­ляется в формулу в метрах);

в - длина зуба, м;

- число оборотов шестерен насоса, мин-1;

Uн - окружная скорость на внешнем диаметре шестерен, при­нимаемая не более 6...8 м/с;

D=D0+2m=m(z+2) - диаметр внешней окружности шестерен, м:

Задаваясь значениями m, z и Uн, из уравнения Vр оп­ределяют длину зуба в:

, м

Обычно длина зуба в = 25... 40 мм.

 

4. Мощность, затрачиваемая на привод насоса:

, кВт

где Pн - рабочее давление, создаваемое насосом в системе смазки, Па. В карбюраторных двигателях Pн=300000...500000 Па, в дизелях Pн = 300000...700000 Па.

5. Площадь поверхности охлаждения радиатора (теплоотдающая поверхность):

,

где Qн - количество тепла отводимого маслом, Дж/с;

к - коэффициент теплопередачи, Вт/м2 °С.

По опытным данным к=35...70 Вт/м2 °С.

tм ср - средняя температура масла в радиаторе, равная 80...90°С;

tвоз ср - средняя температура воздуха в радиаторе, принимаемая 30...40°С при установке радиатора перед водяным радиатором и 40...60°С при установке после водяного радиатора.

Учитывая оребрение, площадь внутренней поверхности трубок радиатора принимается:

, м2

Расчет системы охлаждения

Система охлаждения принимается такой же, как у заданного прототипа двигателя. Исходной величиной для расчета системы охлаждения является количество тепла, которое необходимо отвес­ти в окружающую среду.

Расчетом определяются:

1. Количество отводимого тепла:

, кДж/кг

где qохл - относительное количество тепла, отводимое системой охлаждения;

Qн·Gт - количество тепла, выделяющегося при полном сгорании топлива на номинальном режиме работы двигателя, кДж/ч;

Gт - часовой расход топлива, кг/ч;

Qн - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг.

По статистическим данным относительное количество отводимо­го тепла qохл составляет для карбюраторных двигателей 0,2...0,3, для дизелей 0,18...0,25. Меньшие значения имеют быстроход­ные двигатели большой мощности и дизели с наддувом.

2. Циркуляционный расход охлаждающей жидкости:

, м3

где - плотность охлаждающей жидкости, принимаемая для воды и этиленгликолевых смесей =103 кг/м3;



Cж - удельная массовая теплоемкость жидкости, принимае­мая для воды 4,187 кДж/кг с, для этиленгликолевых смесей 2,093 кДж/кг с;

tж вых, tж вх - соответственно, температура охлаждающей жидкости на выходе и входе в двигатель, °С;

- перепад температуры охлаждающей жидкости в двигате­ле (радиаторе), принимаемый в расчетах от 0 до 12 °С.

 

3. Расчетная производительность насоса и мощность на его привод:

, м3

где = 0,8...0.9 коэффициент подачи насоса

, кВт

где - напор, создаваемый насосом, Па.

Для выполненных конструкций насосов напор находится в пределах от 50000...120000 Па и зависит от гидравлических сопротивлений системы охлаждения;

= 0,7...0,9 - механический КПД привода насоса.

Емкость системы охлаждения

По опытным данным емкости системы охлаждения составляет в литрах:

- для двигателей легковых автомобилей

V=(0,13...0,33) Nн;

- для двигателей грузовых автомобилей

V=(0,2...0,35) Nн;

- для двигателей тракторов

V=(0,6...1,2) Nн.

Здесь Nн - номинальная мощность двигателя, кВт.

Емкость системы охлаждения некоторых двигателей приведена в табл.13.

Таблица 13.





Рекомендуемые страницы:


Читайте также:



Последнее изменение этой страницы: 2016-05-30; Просмотров: 1776; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2021 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.013 с.) Главная | Обратная связь