8.2. Розрахунок мастильного насосу двигуна

У системах мащення автотракторних двигунів переважно використовують шестеренні насоси з зубцями зовнішнього зачеплення.

Перш за все, визначають кількість тепла, яке має відводитись мастилом від двигуна. При цьому використовується оціночна формула, взята з практики, а саме:

кДж/с, (8.40)

_{де Q0 – загальна кількість тепла, введеного в двигун разом з паливом.}

_{Визначається за розрахунком теплового балансу двигуна.}

_{Орієнтовно кількість тепла, введеного у двигун, може бути визначено також за наступною формулою:}

кДж/с. (8.41)

Для бензинового двигуна потужністю =37,5 кВт (кДж/с) і =0,27 отримуємо:

кДж/с.

Отже, прийнявши в формулі (8.40) значення коефіцієнта 0,025, отримуємо:

кДж/с.

Продуктивність мастильного насосу визначають, виходячи з потрібної для циркуляції в двигуні об’ємної кількості мастила.

Розрахунковий об’єм мастила, необхідний для відводу вибраної кількості тепла, визначається за формулою:

м³ /с, (8.42)

де – густина мастила; = 900…920 кг/м³. Приймаємо = 900кг/м³;

– середня теплоємність мастила; = 2,09 кДж / (кг·К);

– температура нагріву мастила в двигуні, =10…20 К. Приймаємо =20 К.

Після підстановки значень параметрів знаходимо:

м³ /с.

_{У більшості випадків витрати мастила насосом для стабілізації роботи насосу приймають більшими (у 2,5…3 рази). Прийнявши збільшення у 3 рази, знаходимо:}

м³ /с.

Визначають розрахункову продуктивність насосу з урахуванням непередбачених витрат за формулою:

; (8.43)

де = 0,6…0,8 – об’ємний коефіцієнт подачі насосу. Приймаємо = 0,7.

_{Підставивши значення параметрів, знаходимо:}

м³ /с.

Визначають об’єм зубця шестерні насосу, який дорівнює об’єму впадини між зубцями, за формулою:

м³, (8.44)

де – діаметр початкового кола, м;

- кількість зубців шестерні. Приймаємо ;

мм – модуль зачеплення. Приймаємо мм;

мм – висота зубця;

– довжина зубця.

Отже, мм;

м³.

Визначають частоту обертання шестерні насосу за формулою:

хв^-1 , (8.45)

де м/с – колова швидкість шестерні. Приймаємо м/с;

– діаметр зовнішнього кола шестерні.

Отже:

хв^-1.

Визначають довжину зубця шестерні насосу за формулою:

мм; (8.46)

Отже, довжина зубця дорівнює:

мм.

Визначають потужність, необхідну для приводу мастильного насосу, за наступною формулою:

Вт, (8.47)

де МПа (для бензинових двигунів), МПа (для дизелів) – тиск у мастильній магістралі. Приймаємо для розрахунку МПа;

– механічний ККД для мастильного насосу; =0,85…0,9. Приймаємо для розрахунку = 0,9.

_{Підставивши значення параметрів, знаходимо:}

Вт;

Розрахунок мастильного радіатора

Величина поверхні охолодження мастильного радіатора визначається за умови, що все тепло, яке відводиться мастилом, передається від радіатора оточуючому середовищу. Формула для визначення наступна:

м², (8.48)

де  Qм = 2,55 кДж – кількість тепла, що відводиться від мастила;

k  – коефіцієнт теплопередачі від мастила до охолоджувального середовища, k =30…180 Вт/(м²·град). Приймаємо k =120 Вт/(м²·град);

– середня температура мастила в радіаторі, = 75…85 ⁰С. Приймаємо = 80 ⁰С;

– температура повітря, яке проходить через радіатор, = 40…45 ⁰С. Приймаємо = 40⁰С.

Підставляючи значення розрахункових параметрів, знаходимо площу поверхні мастильного радіатора:

м².