ОК-19 Конструктивные особенности агрегатов жидкостного охлаждения двигателя. Методика профилирования крыльчатки.

Система охлаждения представляет со­бой совокупность устройств, обеспечивающих принуди­тельный (достаточной интенсивности) отвод теплоты от нагретых деталей двигателя и передающих ее окружающей среде с целью поддержания оптимального теплового со­стояния двигателя. К системе охлаждения предъявляются следующие тре­бования: 1) предупреждение перегрева или переохлажде­ния двигателя на всех режимах его работы в различных рельефных и климатических условиях работы мобильных машин; 2) относительно небольшие затраты мощности на охлаждение; 3) компактность и небольшая масса; 4) экс­плуатационная надежность; 5) малые материалоемкость и себестоимость. В современных автотракторных двигателях применяют, как правило, жидкостное охлаждение закрытого типа с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости при помощи центробежного насоса и с одной или двумя системами регулирования теплового состояния двигателя (из­менением направления потока охлаждающей жидкости в системе охлаждения и изменением расхода воздуха, про­ходящего через радиатор). Радиатор. Это теплорассеивающее устройство, предна­значенное для передачи теплоты охлаждающей жидкости окружающему воздуху.

Вентилятор. В системах охлаждения вентиляторы уста­навливаются для создания искусственного потока воздуха, проходящего через радиатор или межреберные каналы, что позволяет уменьшить площадь охлаждающей поверхности, а также вместимость и массу охлаждающей системы в це­лом.

Водяной насос. Для обеспечения принудительной циркуляции жидкости в систему охлаждения включается водя­ной насос. В настоящее время преимущественное распрост­ранение получили одноколесные насосы центробежного типа.

Как правило, лопасти профи­лируются по дуге окружности.

Для профелирования, проводят внешнюю окружность крыльчатки радиусом , а внутреннюю — ра­диусом , в произвольной точке В на внешней окружности строим угол

От радиуса OB строится угол . Через точки В и К проводится линия ВК которая продолжа­ется до пересечения с окружностью входа (точка А). Из середины отрезка АВ (точка L) проводится перпендикуляр к линии BE (точка Е), а из точки Е — дуга, являющаяся искомым очертанием лопасти.

-вектор абсолютной скорости; - вектор окружной скорости; - вектор относительной скорости; - угол входа и выхода потока.
ОК-20 Характеристика насоса в системе жидкостного охлаждения ДВС.Мощность на привод насоса.

Под характеристикой насосов подразумевают графические зависимости напора(давления)и потребляемой мощности от производительности. Строятся характеристики по данным испытаний машин; теоретические расчёты не обеспечивают требуемой точности.

На рис представлена характеристика насоса в системе жидкостного охлаждения.

Из приведенной характеристики видно, что производительность насоса изменяется пропорционально числу оборотов ДВС.

 

Vж – производительность насоса, л/мин;

Н – напор насоса в метрах столба прокачиваемой жидкости;

Nнас – мощность, потребляемая насосом, кВт.

Мощность потребляемая насосом определяем по формуле: , кВт

где - расход жидкости в кг/мин. Для автотракторных ДВС мощность, потребляемая насосом, обычно составляет (0,005 – 0,01) .

ОК-22 Методика расчета цилиндров двигателя с воздушным охлаждением (при различных вариантах крепления цилиндров к остову двигателя).

Осн. конструктивные размеры гильз выб. с учетом обеспеч. необходимой их прочности и жесткости, исключ. появление овализации цил. при сборке дв-ля и во время его эксплуатации. Толщину стенки гильзы δ_г в первом приближ. можно опред. по ф-ле, использ. для расчета цилиндрических сосудов:

, где σ_z – допускаемое напряж. растяж.; - давл. газов в цилиндре двигателя в конце процесса сгорания топлива, МПа.

Для несущих цил. двигателей воздушного охл. разрыв по образующей практически невозможен (стенки усилены ребрами), напряжения растяжения определяются по кольцевому сечению гильзы: .

В случае применения анкерных шпилек последние рассчитываются на разрыв по методике расчета шпилек (болтов) головки блока.

Для двиг. возд. охлажд., имеющих фланцевые крепления цил. к картеру, следует опред. напряжения изгиба от боковой силы N: , где W_ц – момент сопр. поперечного сечения цилиндра, м³: .

Суммарные напряж. от растяж. и изгиба в стенках несущего цил.: .

При работе двигателя м/у внутренней и наружной поверхностями гильзы цил. возникает значительный перепад температур, вызывающий тепловые напряжения: , где Е – модуль упруг. матер. гильзы; - коэффициент его линейного расширения; - перепад температур; - коэффициент Пуассона.

Суммарные напряж. от давления газов и перепада темпер. на наружной и внутренней поверхностях гильзы цилиндра: ; .

в чугунной гильзе не должно превышать 100…130 МПа, стальной - 180…200 МПа.