
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ
- •1.1. Особенности систем жидкостного и воздушного охлаждения
- •1.2. Элементы жидкостной системы охлаждения
- •1.2.1. Радиатор
- •1.2.2. Жидкостный насос
- •1.2.3. Вентилятор
- •1.2.4. Методы регулирования СО
- •1.3. Системы воздушного охлаждения
- •Расчёт воздушной СО
- •2. СИСТЕМА СМАЗКИ
- •2.1. Масляный насос
- •2.1.1. Конструкция масляного насоса
- •2.1.2. Расчёт масляного насоса
- •2.2. Масляный фильтр
- •2.2.1. Конструкция масляного фильтра
- •2.2.2. Расчёт центрифуги
- •2.3. Масляный радиатор
- •Расчёт масляного радиатора
- •Библиографический список
тор содержит две внутренние открытые сверху вертикальные трубки 7, защищённые предохранительными сетками 6. Соединительный канал каждой трубки заканчивается соплами 8, направленными в противоположные стороны. Корпус 1 закрыт сверху крышкой 3.
СибАДИВо время работы ДВС масло из главной магистрали поступает
внутрь ротора 2 и через сетку 6 в вертикальные трубки 7. Через сопла 8 масло под давлен ем с большой скоростью выходит наружу в ротор 2. Реакция струи, возн кающая в каждом сопле 8, приводит ротор 2 во вращен е. Под действ ем центробежных сил механические примеси, содержащ еся в масле, отбрасываются на стенки ротора 2. Очищенное масло попадает в корпус 1 и из него в поддон картера ДВС.
В центр фуге, показанной на рис. 2.22, установлен маслонаправ-
ляющий стакан 1, что спосо ствует улучшению завихрения масла и удлинения его пути в роторе. Наклонные к оси вращения маслозаборные колодцы боковые прорези, о ращённые в сторону оси вращения, через которые вывод тся оч щенное масло, позволили увеличить темп накопления на 10…15 %. Кроме того, увеличилась полезная ёмкость ротора, а следовательно, и периодичность о служивания.
В полнопоточной центрифуге с активно-реактивным гидравлическим приводом, представленной на рис. 2.23, всё подаваемое под давлением насосом масло поступает в ротор. Под действием струи масла ротор вместе с колпаком вращается. Масло вытекает из сопла а – щель в оси ротора – и поступает в канал оси через тангенциальные сопла б в роторе. Очищенное масло через канал в оси ротора подаётся в масляную магистраль ДВС.
Существуют и другие конструкции масляных фильтров грубой, тонкой очистки масла [3, 4, 8, 9, 10].
2.2.2. Расчёт центрифуги [1, 2, 4, 9]
При расчёте центрифуги необходимо определить давление масла перед центрифугой частоту вращения ротора. В современных центрифугах давление масла 0,25…0,60 МПа позволяет достичь частоты вращения ротора 5 000…8 000 мин−1.
83
На основании теоремы импульса сил можно определить реактивную силу струи жидкости, вытекающей из одного сопла при постоянной частоте вращения ротора центрифуги:
|
|
Gм |
Uм |
|
Gм |
Uс |
|
ρм Vрц |
|
Vрц |
|
π n |
|
|
|
СибАДИb = (0,03...0,1) 10 Н м/мин. |
|||||||||||||||
P = |
|
2 |
− |
|
2 = |
2 |
|
2 ε F |
|
− 30 |
|
(2.15) |
|||
|
|
|
|
R , |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
||
где Uм, Uс – окружные скорости струи масла и сопла ротора соответст- |
|||||||||||||||
Gм |
|
венно; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– масса масла; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ρм |
– плотность масла; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Vрц |
– кол чество масла, проходящего через сопло центрифуги; |
||||||||||||||
ε |
– коэфф ц ент сжатия струи масла, |
вытекающего из сопла, |
|||||||||||||
Fс |
|
ε = 0,9…1,1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
– площадь отверстия сопла; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
n |
– частота вращения ротора; |
|
|
|
|
|
|
||||||||
R |
– расстоян е от оси сопла до оси вращения ротора. |
|
|||||||||||||
Крутящий момент, создаваемый двумя соплами |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Mкр |
= 2 P R . |
|
|
|
|
(2.16) |
|||
При установившемся режиме вращения (n = const) крутящий мо- |
|||||||||||||||
мент уравновешивается моментом сопротивления |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Мкр = Мс. |
|
|
|
|
|
(2.17) |
|||
Величина момента сопротивления зависит от частоты вращения |
|||||||||||||||
ротора силы трения в подшипниках |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
Мс = a +b n, |
|
|
|
|
(2.18) |
где a − момент сопротивления в начале вращения; b − скорость нарастания момента сопротивления.
По многочисленным статистическим данным a = (5...20) 10−4 Н м,
−4
Подставим значения Mкр из уравнений (2.15), (2.16) и Mс из уравнения (2.18) в уравнение (2.17)
84

|
Vрц |
|
π n |
|
|
|
|
|
|
|
|
R = a +b n. |
|
2 ε F |
− 30 |
|||||
ρм Vрц |
R |
|||||
|
c |
|
|
|
|
После несложных алгебраических преобразований получим значение частоты вращения ротора в зависимости от конструктивных и гид-
Сгде α ибАД− коэффициент расхода масла через сопло, α =И0,78…0,86; Fс − площадь сопла;
равлическ х параметров центрифуги
|
|
ρ |
м |
V |
2 |
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рц |
|
|
− a |
|
|
|
||||||
|
|
|
2 ε F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
n = |
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
. |
(2.19) |
|
|
π ρ |
м |
V |
|
|
|
R2 |
|||||||
|
b + |
|
|
рц |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход масла через два сопла определим из следующей формулы: |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
V |
= 2 α F |
|
|
2 p |
|
, |
(2.20) |
||||||||
|
|
|
ρ |
||||||||||||
рц |
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
p − давление масла перед соплом.
Давление масла перед соплом p можно определить из уравнения
|
ρ |
|
|
π n |
2 |
|
|
p = p (1−ψ) + |
|
м |
|
|
(R2 −r2 ) , |
(2.21) |
|
|
|
||||||
1 |
2 |
|
30 |
0 |
|
||
|
|
|
где p1 – давление масла на входе в центрифугу; ψ – коэффициент гидравлических потерь; r0 − радиус оси ротора.
Коэффициент гидравлических потерь ψ для полнопоточных центрифуг равняется 0,2…0,5, а для неполнопоточных – 0,1…0,2.
Из уравнений (2.20) (2.21) определим величину давления на входе в центрифугу
|
|
|
|
|
π n |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
− 4 |
(R2 −r2 ) α2 |
F 2 |
ρ |
|
|
|||||
|
V 2 |
|
|
|
м |
|
||||||
|
|
рц |
|
|
30 |
|
0 |
с |
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
. |
(2.22) |
||||
= |
|
|
|
8 α2 F 2 |
(1−ψ) |
|
|
|
||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
85