9.2. Расчет масляного насоса

Расчет масляного насоса заключается в определении размеров его шестерен. Этому расчету предшествует определение циркуляционного расхода масла в системе, который, в свою очередь, зависит от количества отводимой теплоты в систему смазки.

В соответствии с данными теплового баланса современных автомобильных двигателей в систему смазки отводится (1,5%…3%) общего количества теплоты, введенной в двигатель с топливом.

,

кДж/с,

где - максимальная мощность двигателя, кВт;

=0,356 - значение эффективного КПД двигателя, полученное в тепловом расчете.

Теоретический циркуляционный расход масла:

=, м³/с,

где  - плотность масла при рабочей температуре, кг/м³;

С = 2,1 кДж/кгК – теплоемкость масла;

Т_м = 10К – повышение температуры масла при прохождении его через двигатель.

Для стабилизации давления масла в системе циркуляционный расход увеличивается:

.=

Окружная скорость вращения шестерни насоса на внешнем диаметре не должно превышать 8 – 10 м/с из-за возможности возникновения кавитации и резкого снижения объемного коэффициента подачи насоса.

, м/с,

,

где _н – угловая скорость шестерни насоса (_н = 0,5_N или _н = _N в зависимости от конструкции привода насоса);

m = 310^-3 м – модуль зацепления;

z = 12 – число зубьев шестерни насоса.

Длина зуба шестерни, м,

,

где _н = 0,8 – объемный коэффициент подачи насоса.

Мощность, затрачиваемая на привод насоса, кВт,

,

где p – давление масла на номинальном режиме (в карбюраторных двигателях p = 0,3…0,5 МПа,);

= 0,9 – механический КПД насоса.

10. Расчет системы охлаждения.

В данном разделе приводится расчет жидкостной системы охлаждения, поскольку воздушную систему охлаждения рекомендуется применять для двигателей с рабочим объемом менее 1 л.

10.1. Расчет жидкостного насоса

Расчет основных конструктивных элементов системы охлаждения производится исходя из количества теплоты, отводимой от двигателя в систему охлаждения.

, кДж/с – Для дизельных двигателей.

кДж/с.

Тепло, отведенное в систему охлаждения должно поглотиться жидкостью. Исходя из этого, определяется циркуляционный расход жидкости:

м/с;

где = 1000 кг/м³ – плотность охлаждающей жидкости;

= 4,187 кДж/кгК – удельная теплоемкость охлаждающей жидкости;

= 10 К – температурный перепад охлаждающей жидкости в радиаторе.

Расчетная производительность насоса определяется с учетом утечек жидкости из нагнетательной полости во всасывающую:

, м³/с,

где  = 0,9 – коэффициент подачи насоса.

Мощность, потребляемая жидкостным насосом, кВт,

,

где _мж = 0,9 – механический КПД жидкостного насоса;

р_ж = 500 кПа – напор, создаваемый жидкостным насосом.

10.2. Расчет жидкостного радиатора

Расчет радиатора состоит в определении поверхности охлаждения, необходимой для передачи теплоты от жидкости к окружающему воздуху. При этом следует задать значение температуры жидкости и воздуха на входе в радиатор:

температура жидкости на входе в радиатор: Т_ж.вх = 353…368 К; Т_ж.вх =368,

температура воздуха на входе в радиатор: Т_в.вх = 313…315 К; Т_в.вх =313.

Тогда температура жидкости и воздуха на выходе из радиатора определятся следующим образом:

; ,

где Т_ж = 5…10 К, Т_ж = 10; Т_в = 20…30 К; Т_в = 30 – температурные перепады жидкости и воздуха в радиаторе.

Средние температуры жидкости и воздуха в радиаторе:

=,

.

Поверхность охлаждения радиатора:

м²,

здесь k – коэффициент теплопередачи радиатора (для грузовых автомобилей; k =90 Вт/м²К,).