Расчет водомасляного радиатора

Масляный радиатор представляет собой теплообменный аппарат для охлаждения масла, циркулирующего в системе двигателя. Определим площадь поверхности охлаждения водомасляного радиатора быстроходного двигателя.

Количество тепла, отводимого маслом от двигателя, определяем по формуле:

.

Допустим, что , а мощность двигателя , тогда

.

Коэффициент теплоотдачи от масла к стенке радиатора .

Толщина стенки радиатора с.

Коэффициент теплопроводности стенки .

Коэффициент теплоотдачи от стенки радиатора к воде .

Коэффициент теплоотдачи от масла к воде:

.

Средняя температура масла в радиаторе .

Средняя температура воды в радиаторе .

Площадь поверхности охлаждения масляного радиатора, омываемой водой:

.

Смазка коренных и шатунных подшипников скольжения

В современных ПДВС применяют подшипники скольжения. Правильный расчет таких подшипников обеспечивает высокую надежность и ресурс двигателя.

На основании данных расчета шатунного подшипника имеем: диаметр шатунной шейки d_шш = 52мм; рабочая ширина шатунного вкладыша l_шш = 28мм; среднее удельное давление на поверхности шейки k_шш.ср = 10,5 МПа; частота вращения коленчатого вала .

Динамический зазор:

.

Относительный зазор:

.

Коэффициент, учитывающий геометрию шатунной шейки:

.

Минимальная толщина маслянного слоя:

,

где – значение, взятое из табличных данных для масла АК-15 при Т=373К.

Величина критического слоя масла:

,

где – величина неровностей поверхности шейки после чистового шлифования;

– величина неровностей поверхности вкладыша после алмазного растачивания.

Коэффициент запаса надежности подшипника:

.

РАСЧЕТ ЗВЕЗДООБРАЗНОГО ВОЗДУШНОГО ФИЛЬТРА

 

Расчет звездообразного воздушного фильтра заключается в определении размеров фильтрующего элемента. Этому расчету предшествует определение расхода воздуха двигателя, который определяем через массовый расход топлива.

Расход топлива зависит непосредственно от мощности двигателя

Определяем теоретическую мощность данного двигателя, работающего без потерь, по уравнению:

,

где – номинальная эффективная мощность двигателя;

– КПД двигателя заданной схемы, выбранной с учетом заданных в условии параметров из диапазона .

Рассчитываем массовый расход топлива двигателя:

,

где – низшая теплота сгорания топлива, или .

Зная массовый расход топлива, определим расход воздуха:

,

где – стехиометрический коэффициент;

– коэффициент избытка воздуха;

– коэффициент наполнения цилиндра.

Определим объемный расход воздуха:

,

где – плотность воздуха при средней температуре .

Перед началом непосредственного расчета фильтра выбираем удельную воздушную нагрузку (для легковых автомобилей ).

Находим площадь фильтрующего элемента:

.

 

-

- Рисунок 2 – Схема звездообразного фильтра

 

Определяем габаритные размеры фильтра:

- ширину стороны гофры фильтрующего элемента:

;

- высота гофры (из компановочных соображений) Н=0,2 м;

- число гофр в сложеном состоянии:

;

 

- площадь фильтрующей поверхности сложенного гофра:

,

где – шаг гофры, выбранный из диапазона 5…8мм;

- диаметр фильтра:

,

где отношением задаемся из диапазона 0,5…5, из условий компановки.

Подведем итог расчета – габаритные размеры фильтра:

 

 

ВЫВОДЫ

 

Техническое совершенство, надежность поршневых двигателей внутреннего сгорания определяются не только надежностью остова двигателя, но и системами двигателя.

После проведенных расчетов системы смазки и системы охлаждения двигателя были определены объемы жидкостей в системах. Рассчитаны основные и геометрические характеристики масляного и водяного насосов, были определены мощности, затрачиваемые на привод насосов.

Во избежание быстрого износа основных агрегатов двигателя необходимо уделить особое внимание расчету и проектированию масляного насоса, а для быстрого прогрева, поддержания номинальной температуры для работы двигателя и избежание перегрева необходимо также уделить внимание расчету и проектированию системы охлаждения.

Также был произведен расчет воздушного фильтра звездообразного типа.

 

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

 

1. А.В. Грищенко, А.М. Грушенко, Д.И. Завистовский, С.С. Коваленко Системы поршневых двигателей внутреннего сгорания. Часть 1. Учебное пособие – Харьков «ХАИ»2010.

2. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей: учебник/С.И. Ефимов, Н.А. Иващенко и др4 под общ. ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. – М.: Машиностроение, 1985.

3. Колчин А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: учеб. Пособие / А.И. Колчин, В.Г. Делидов. – М.: Высш.шк.,1980.