9. Розрахунок системи мащення.
9.1. Кількість мастила, що циркулює в двигуні.
Кількість відведеної мастилом теплоти:
QM = (0,015 ... 0,03) Q0 = 0,03 139,3 = 4,179 кДж/с,
де Q0 – кількість теплоти, що виділяється при згорянні палива.
Q0
=
Кількість циркулюючого мастила:
VM
=
де - густина мастила, = 900 кг/м3;
СМ – середня теплоємність мастила, СМ = 2,094 кДж/кгк;
tM = 10 ... 15 = 100С – різниця температури мастила на вході та виході з двигуна.
9.2. Розрахунок масляного насосу.
При розрахунку масляного насосу циркуляційні витрати мастила збільшуються удвоє:
Vp' = 2VM = 2 0,00022 = 0,00044 м3/с.
З урахуванням втрат через зазори в насосі розрахункові витрати:
Vp = Vp' /n = 0,00044/0,6 = 0,000739 м3/с,
де n = 0,6 … 0,8 = 0,6 – об'ємний ККД насоса.
Розміри шестерень знаходимо, скориставшись виразом для знаходження розрахункових витрат:
Vp
=
де d - діаметр початкового кола шестерні, м, d = Z m
h., B – відповідно висота та довжина зуба, м;
Nn – частота обертання шестерні, хв.-1.
Для визначення висоти і довжини зубця задаємося числом зубців z і модулем m та частотою обертання Nn:
z = 6 ... 12 = 8;
m = (0,003 ... 0,006) = 0,0045;
Nn = 0,5 N = 0,5 6000 = 3000 хв-1,
тоді висота зуба:
N = 2m = 2 0,0045 = 0,009 м.
а довжина:
В =
Потужність, яка витрачається на привід масляного насосу:
NM.n.
=
де РМ – робочий тиск мастила в системі:
РМ = 0,3 ... 0,5 МН/м2 = 0,4 МН/м2.
-
0,85 ... 0,9 =0,88 – механічний ККД насоса.
Рис.5 Схема системи мащення
1-фільтр, 2-електричний термометр, 3-масляний радіатор, 4-запобіжний клапан, 5-кран, 6-маслоприймач, 7-масляний насос, 8-редукційний клапан, 9-перепускний клапан, 10-фільтр, 11-електричний манометр, 12-головна масляна магістраль, 13-коренні підшипники, 14-підшипники, 15-вісь коромисл, 16-масломірна лінійка, 17-горловина патрубка.
10. Розрахунок системи охолодження.
10.1. Кількість охолоджуючої рідини, яка циркулює в системі.
Кількість відведеної в охолоджуючу рідину теплоти:
Qp = (0,2 ... 0,3) Q0 = 0,25 139,3 = 34,82 кДж/с.
Кількість циркулюючої рідини в системі:
Vр =
де
- густина охолоджуючої рідини,
=
1000 кг/м3;
Ср – теплоємність охолоджуючої рідини, Ср = 4,187 кДж/кгк;
tр = 5 ... 15 = 100С – різниця температур на вході та виході з двигуна.
10.2. Розрахункова подача водяного насоса:
де n = 0,8 … 0,9 = 0,85 – коефіцієнт подачі насоса.
Потужність, яка витрачається на привід водяного насосу:
NВ.n.
=
де Рр – тиск, створюваний насосом:
Рр = 0,035 ... 0,15 МН/м2 = 0,1 МН/м2.
- 0,7 ... 0,9 = 0,7 – механічний ККД насоса.
10.3. Розрахунок вентилятора.
Кількість повітря, що проходить через радіатор:
VП =
де Qp – кількість теплоти, відведеної від охолоджуючої рідини, кДж/с;
- густина повітря при його середній
температурі.
=
-
тиск оточуючого середовища,
=
1,013 105 Н/м;
Rn = 287 Дж/(кг град.) – газова постійна повітря;
Т0
= 273 +
- середня температура повітря в радіаторі;
Сn = 1 кДж/(кг К) – теплоємність повітря;
= 6 ... 12 = 100С – перепад температур повітря на вході і виході з радіатора.
Діаметр лопастей вентилятора:
DB
= 1,3
=0,485
м,
де n – швидкість повітря в вентиляторі; n = 13 ... 30 = 20 м/с.
Частота обертання вала вентилятора:
n =
де И = 80 ... 125 м/с = 90 м/с – лінійна швидкість кінця лопаті робочого колеса вентилятора.
Потужність, що витрачається на привід вентилятора:
Nвент. =
де РТР = 600 ... 1000 Н/м2 = 900 Н/м2 – опір повітряного тракту;
вент.
= 0,6 – ККД вентилятора.
Вентилятор встановлено на вал електродвигуна.
Рис.6 Схема рідинної системи охолодження
1-радіатор, 2-вентилятор, 3-верхній патрубок, 4-термостат, 5-водяна сорочка, 6-насос,