10.3. Схемы смазочных систем

286

Выход

Ведомая

Рис. 10.10. Масляные насосы с внешним (а) и внутренним (эвольвентным — б, эпициклоидальным — в) зацеплением

ного расхода масла через двигатель, необходимого для отвода теплоты Q_OM, воспринимаемой маслом.

Циркуляционный расход масла (м³/с)

V - ^{6о м}

⁴ л "

^смРм^н

Теплота, отводимая в масло (кДж/с),

Qom=Чь£е^г»Н_и ^ ~,

где q_M=Q_OMIQj — относительный теплоотвод через СС; д„= = 0,015...0,02 — ДсИЗ; 0,02...0,025 — дизели; g_N=0,04...0,06 —

дизели с охлаждаемыми поршнями.

Перепад температур между выходом и входом СС А/= 10...15°С в ДсИЗ и А/_М=20...25°С в дизелях.

Действительную подачу насоса задают большей величиной цир­куляционного расхода с целью обеспечения необходимого давления масла в магистрали во всем диапазоне частот вращения и при износе трущихся пар двигателя и насоса (м³/с):

Г_Д=(2,0...3,0)Г_Ц.

Тогда V_n (м³/с) будет равно:

(5,0)...6,0)JVe' 10~^б — ДсИЗ;

(6,0...9,0)iV_e‘ 10^_б — дизели;

(10...11)iV_e’ 10^_б — дизели с охлаждаемыми поршнями.

Подача откачивающих секций систем с сухим картером прини­мается равной (м³/с)

287

где Ушшп, — подача нагнетательной секции насоса.

Размеры шестерен с учетом объемного коэффициента (м³/с) подачи насоса определяют из выражения

V_r = VJt]_u=ndwhbn_m— • 10 “ ⁹,

60

где F_T — теоретическая подача насоса, м³/с; ц_ж — объемный коэф­фициент подачи насоса, для шестеренчатых насосов г]_я=0,6...0,85; dw — диаметр начальной окружности ведущей шестерни насоса, мм; h — высота зуба, мм; Ь — длина зуба, мм; — частота враще­ния ведущей шестерни, мин^-1.

Мощность (кВт), необходимая для привода нагнетательной сек­ции масляного насоса, определяется из выражения

^^“-^■10»,

где р_т— />„=0,3...0,6—перепад давлений, МПа; ij_m=0,85...0,9 — механический КПД насоса.

Масляные фильтры. Для обеспечения надежной работы двига­телей необходимо прежде всего обеспечить защиту трущихся со­пряжений от абразивных частиц. Эту функцию выполняют масля­ные фильтры и очистители. К первому типу относятся устройства, задерживающие частицы при прохождении масла через щели или каналы фильтрующих поверхностей, ко второму — очистители, удерживающие частицы с помощью силовых полей.

В смазочных системах современных двигателей применяют фильтры грубой и тонкой очистки.

Фильтры грубой очистки полностью задерживают частицы крупностью более 50...120 мкм, а фильтры тонкой очистки — 50... 40 мкм. Для грубой очистки фильтрующие элементы выполняют сетчатыми, пластинчато-щелевыми и ленточно-щелевыми. Для тон­кой очистки применяют элементы из бумаги, тканей, картона, хлоп­чатобумажной пряжи и др.

Из очистителей наиболее широко распространены центрифуги, в которых удаление частиц происходит под действием центробеж­ных сил, вызываемых вращением загрязненного масла.

В настоящее время считается, что наиболее эффективным спосо­бом повышения качества фильтрации, увеличения сроков службы масла и периодичности обслуживания является применение ком­бинированной системы очистки масла, состоящей из полнопоточ-

288

Рис. 10.11. Полнопоточный фильтр очистки масла:

/— корпус; 2— резьбовой штуцер; 3— замковая крышка; 4— прокладка колпака; 5— уплотни­тель элемента; 6—фильтрующий элемент; 7--колпак; 8—пружина; 9—сливная пробка; 10—

храповик

289

Рис. 10.12. Центрифуга:

1— корпус; 2— колпак; 3— корпус ротора; 4— колпак, ротора; 5— шарикоподшипник; б— ось ротора; 7— форсунка; 8— пластинка; 9— стопорный палец; 10— пружина

теля составляет 6000 мин^-1, что достаточно для обеспечения высо­кой степени очистки масла.

Масляные радиаторы. Теплота, отводимая маслом от двига­теля, должна быть рассеяна в окружающую среду. Для этой цели все системы смазки двигателей грузовых и многих легковых автомобилей укомплектовывают специальными теплообменни­ками — масляными радиаторами. В автотракторных двигателях используют два типа радиаторов: жидкостно-масляный и воз­душно-масляный.

Основными преимуществами воздушно-масляных радиаторов яв­ляются:

• меньшая масса;

• относительно простое и надежное устройство;

• возможность получения большего температурного напора.

Недостатком их является необходимость применения специаль­ного перепускного клапана для перепуска холодного масла. Пружи­ну клапана регулируют на перепад давлений 0,15...0,2 МПа. По мере прогрева масла его вязкость понижается, что приводит к уменыпе-

290

где К_н — коэффициент теплопередачи от масла к воздуху, кВт/(м² • К); /_ыр—/,_р — разность средних температур масла в ради­аторе и воздуха, проходящего через радиатор, °С.

Перепад температур масла в радиаторе обычно принимают равным перепаду температур масла в двигателе: А/_Р=Д/_М.

Таким образом, для расчета охлаждающей поверхности ра­диатора должны быть заданы количество теплоты Q_OM, которое необходимо отвести, температура охлаждающего воздуха и жела­тельная средняя температура масла.

291

+—

«1

По опытным данным известно, что ot^ в 1,5...3 раза больше ос,. Поэтому ЛТ_м=(0,35...0,55)а„ а учитывая, что для жидкостного ради­атора коэффициент теплопередачи Кх,а_ъ, можно при ориентировоч­ных расчетах принимать Л_М=(0,35...0,55)ЛГ для одинаковых по кон­струкции жидкостных и масляных радиаторов и одинаковых мас­совых скоростей воздуха перед фронтом радиаторов. Значение К и их зависимости от V,p_t приведены в гл. 11.

Для жидкостно-масляных радиаторов с прямыми гладкими трубками при скорости масла 0,1...0,5 м/с можно принимать К_м= = 120...320 Вт/(м^2-К), а для радиаторов со специальными завихри- телями в трубках АТ_М=800... 1000 Вт/(м² ■ К).

Удельные поверхности радиаторов выполненных двигателей на­ходятся в пределах (м²/кВт):

воздушно-масляные Р_уд=(3...6,5)-10^-2, жидкостно-масляные /’_уд=(0,2...1,1)-10“² (по маслу), Р_уд=(0,13...0,34)-10“² (по воде).