5.Расчет элементов смазочной системы

Масляный насос.Расчет масляного насоса заключается в определении размеров его шестерен. Этому расчету предшествует определение циркуляционного расхода масла в системе:

, (стр. 466 /1/)

где кДж – количество теплоты, отводимой маслом от двигателя;=2,094 кДж/(кг·К) – теплоемкость масла;=900 кг/м³– плотность масла;=10 К – температура нагрева масла в двигателе.

м³/с (стр. 468 /1/)

Циркуляционный расход с учетом стабилизации давления масла в системе

м³/с (стр. 468 /1/)

Объемный коэффициент подачи =0,7.

Расчетная производительность насоса

м³/с (стр. 468 /1/)

Модуль зацепления зуба =4,5 мм=0,0045 м.

Высота зуба .

Число зубьев шестерен z=7.

Диаметр начальной окружности шестерни

м (стр. 468 /1/)

Диаметр внешней окружности шестерни

м (стр. 468 /1/)

Окружная скорость на внешнем диаметре шестерни м/с.

Частота вращения шестерни насоса

об/мин (стр. 468 /1/)

Длина зуба шестерни

м (стр. 468 /1/)

Рабочее давление масла в системе Па.

Механический КПД масляного насоса .

Мощность, затрачиваемая на привод масляного насоса

кВт.

Масляный радиатор.Количество теплоты, отводимой маслом от двигателя, принимаем по данным расчета масляного насоса:кДж/с.

Коэффициент теплоотдачи от масла к стенке радиатора Вт/(м²·К)

Толщина стенки радиатора .

Коэффициент теплопроводности стенки Вт/(м·К).

Коэффициент теплоотдачи от стенки радиатора к воздуху Вт/(м²·К)

Коэффициент теплопередачи от масла к воде

Вт/(м²·К)

Средняя температура масла в радиаторе К.

Средняя температура встречного воздуха К.

Поверхность охлаждения масляного радиатора, омываемая водой:

м²

6. Расчет элементов системы охлаждения

Расчет жидкостного насоса.По данным теплового баланса количество теплоты, отводимое от двигателя жидкостьюДж/с.

Средняя теплоемкость жидкости Дж/(кг·К).

Средняя плотность жидкости кг/м³.

Напор, создаваемый насосом, принимается Па.

Частота вращения насоса 4500 об/мин.

Циркуляционный расход жидкости в системе охлаждения

м³/с (483 /1/)

где ∆Т_ж=9,6 К – температурный перепад жидкости при принудительной циркуляции.

Расчетная производительность насоса

м³/с (483 /1/)

где η=0,82 – коэффициент подачи насоса.

Радиус входного отверстия крыльчатки

м (483 /1/)

где =1,8 – скорость жидкости на входе в насос, м/с;=0,01 – радиус ступицы крыльчатки, м.

Окружная скорость потока жидкости на выходе из колеса

м/с,

Где угол =10°, а угол=45°;=0,65 – гидравлический КПД насоса.

Радиус крыльчатки колеса на выходе

м

Окружная скорость входа потока

м/с

Угол между скоростями ипринимается=90°, при этом, откуда=9°33’.

Ширина лопатки на входе

м

где =4 – число лопаток на крыльчатке;=0,003 – толщина лопаток у входа, м.

Радиальная скорость потока на выходе из колеса

м/с (484 /1/)

Ширина лопатки на выходе

м,

где =0,003 – толщина лопаток на выходе, м.

Мощность, потребляемая жидкостным насосом

кВт, (484 /1/)

где =0,82 – механический КПД жидкостного насоса.

Расчет поверхности охлаждения жидкостного радиатора.По данным теплового баланса количество теплоты, отводимой от двигателя и передаваемого от жидкости к охлаждающему воздуху:Дж/с; средняя теплоемкость воздухаДж/(кг·К); объемный расход жидкости, проходящей через радиатор, принимается по данным расчета жидкостного насоса:м³/с; средняя плотность жидкостикг/м³.

Количество воздуха, проходящего через радиатор

кг/с, (487 /1/)

где – температурный перепад в решетке радиатора, К.

Массовый расход жидкости, проходящей через радиатор

кг/с

Средняя температура охлаждающего воздуха, проходящего через радиатор

К

Средняя температура жидкости в радиаторе:

К,

где =363-температура воды перед радиатором, К;=9,6-температурный перепад воды в радиаторе, К.

Поверхность охлаждения радиатора:

м², (488 /1/)

где К=160-коэффициент теплоотдачи для радиаторов грузовых автомобилей, Вт/(*К).

Вентилятор. По данным расчета жидкостного радиатора массовый расход воздуха, подаваемый вентилятором:=3.22 кг/с, а его средняя температура=325 К; напор, создаваемый вентилятором:=800 Па.

Плотность воздуха при средней его температуре в радиаторе:

1.07 кг/.

Производительность вентилятора:

=3.22/1.072=3.00/с.

Фронтовая поверхность радиатора :

=3.00/20=0.150,

где =20-скорость воздуха перед фронтом радиатора, без учета скорости движения автомобиля, м/с.

Соответственно диаметр и окружная скорость вентилятора:

=0.44 м.

=82 м/с,

где =3-безразмерный коэффициент для плоских лопаток.

Частота вращения вентилятора с раздельным приводом:

=60*82/(3.14*0.44)=3651.

Мощность, затрачиваемая, на привод осевого вентилятора:

=3.00*800/(1000*0.6)=4 кВт,

где =0.6-КПД литого вентилятора.