4. Теплопередача от штока клапана к охлаждающей жидкости

Через шток клапана отводится около 10% теплоты, подведенной к нему. В общем случае, не зная распределения температур в бобышке и в запрессованной в нее направляющей втулке, можно определить коэффициент теплопередачи от штока к охлаждающей жидкости, рассматривая процесс передачи тепла через многослойную цилиндрическую стенку:

. (1)

Здесь: d_шт  диаметр штока клапана;

d₁  внутренний диаметр направляющей втулки (d_шт);

d₂  наружный (посадочный) диаметр направляющей втулки;

d₃  внешний диаметр бобышки;

_м  коэффициент теплоотдачи от штока к направляющей втулке, для чистой теплопроводности:

, (2)

где: _м  к-т теплопроводности масла при рабочей температуре (0,15…0,17 Вт/мК);   установочный радиальный зазор (0,005…0,010d_шт)  составляет десятки мкм.

_вт  к-т теплопроводности материала втулки;

_б  к-т теплопроводности материала бобышки (головки цилиндров);

_кв  контактный коэффициент теплоотдачи от направляющей втулки к бобышке. Г.Б. Розенблит для данного случая дает зависимость:

, (3)

где: _c  теплопроводность среды, заполняющей зазор (воздух);

h₁ и h₂  высоты микронеровностей;

 приведенный коэффициент теплопроводности;

_в  предел прочности менее пластичного материала.

P  давление контакта, для двух цилиндров:

Здесь:   коэффициент Пуассона (0,3); E_б и Е_вт  модули упругости материала бобышки и втулки;   установочный натяг 0,005d₂; _t  уменьшение натяга вследствие нагрева:

_t = (_вт - _б) t d₂, (5)

где _вт и _б  коэффициенты линейного расширения материалов.

_ж  коэффициент теплоотдачи от бобышки к охлаждающей жидкости. В первом приближении его можно оценить по эмпирической зависимости Зоненкена:

, (6)

где w_ож  среднеобъемная скорость движения охлаждающей жидкости в полости головки цилиндра.

Заключение библиографический список

Основная:

1. Мухачев Г.А., Щукин В.К. Термодинамика и теплопередача. М.: Высш. Школа, 1991, 480 с., ил.

2. Петриченко Р.М. Физические основы внутрицилиндровых процессов в двигателях внутреннего сгорания. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1983, 244 с.

3. Петриченко Р.М., Петриченко М.Р. Конвективный теплообмен в поршневых машинах. Л.: Машиностроение, 1979, 232 с.

4. Розенблит Г.Б. Теплопередача в дизелях. М.: Маш-ние, 1977, 216 с.

5. Трение и теплопередача в поршневых кольцах двигателей внутреннего сгорания: Справочное пособие / Петриченко Р.М., Петриченко М.Р., Канищев А.Б., Шабанов А.Ю.; под ред. Р.М. Петриченко. Изд. ЛГУ, 1990, 248 с.

6. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС: Алгоритмы прикладных программ / Р.М. Петриченко, С.А. Батурин, Ю.Н. Исаков и др.; под общ. ред. Р.М. Петриченко. Л.: Машиностроение, 1990, 328 с.: ил.

7. Кавтарадзе Р.З. Локальный теплообмен в поршневых двигателях: Учеб. пособие для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001, 592 с., ил. (или: – 2 изд., испр. и доп. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007, 472 с., ил.)

Дополнительная:

8. Блох А.Г., Журавлев Ю.А., Рыжков Л.Н. Теплообмен излучением: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991, 432 с.

9. Гинзбург И.П. Теория сопротивления и теплопередачи. Л.: ЛГУ, 1970, 368 с.

10. Гухман А.А. Применение теории подобия к исследованию процессов тепло-массообмена. М.: Высшая школа, 1974, 328 с.

11. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей / Д.И. Вырубов, Н.А. Иващенко, В.И. Ивин и др.; под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1983, 372 с.

12. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей / С.И. Ефимов, Н.А. Иващенко, В.И. Ивин и др.; под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1985, 456 с.

13. Идельчик И.Е. Справочник по гидродинамическим сопротивлениям. М.: Л.: Госэнергоиздат, 1960, 464 с.

14. Костин А.К., Ларионов В.В., Михайлов Л.И. Теплонапряженность двигателей внутреннего сгорания. Л.: Машиностроение, 1979, 222 с., ил.

15. Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Тепломассообмен и трение в турбулентном пограничном слое. М.: Энергоиздат, 1985, 320 с.

16. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1987, 840 с.

17. Лыков А.В. Тепломассообмен: Справочник. М.: Энергия, 1978, 480 с.

18. Патанкар С. Тепло- и массообмен в пограничных слоях. М.: Энергия, 1971, 127 с.

19. Пасконов В.М., Полежаев В.И., Чудов Л.А. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. М.: Наука, 1984, 285 с.

20. Петриченко Р.М. Системы жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Л.: Машиностроение, 1975, 224 с.

21. Попов В.М. Теплообмен в зоне контакта разъемных и неразъемных соединений. М.: Энергия, 1971, 216 с.

22. Романенко П.Н. Теплообмен и трение при градиентном течении жидкостей. М.: Энергия, 1971, 568 с.

23. Тамонис М. Радиационный и сложный теплообмен в каналах. Вильнюс: Мокслас, 1981, 250 с.

24. Теория двигателей внутреннего сгорания / Под ред. Н.Х. Дьяченко. Л., Машиностроение, 1974, 552 с.

25. Теплотехнический справочник / Под общ. ред. В.И. Юренева и П.Д. Лебедева. Т.2. М.: Энергия, 1976, 896 с.

26. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974, 712 с.

27. Шлыков Ю.П., Ганин Е.А., Царевский С.Н. Контактное термическое сопротивление. М.: Энергия, 1977, 328 с.

28. Юдаев Б.Н., Михайлов М.С., Савин В.К. Теплообмен при взаимодействии струй с преградами. М.: Машиностроение, 1977, 248 с.

29. Юдаев Б.Н. Теплопередача. М.: Высш. школа, 1973, 359 с.