- •Г.В.Штайн расчет теплового двигателя
- •Isbn © Государственное образовательное
- •Введение
- •1.Тепловой расчет двигателя
- •1.1. Процессы впуска и выпуска
- •Процесс сжатия
- •Процесс сгорания
- •Процесс расширения
- •Индикаторные показатели цикла
- •Эффективные показатели двигателя
- •Определение основных размеров двигателя
- •2. Построение расчетной индикаторной диаграммы
- •После планиметрирования площади индикаторной диаграммы расчетного цикла соответствующего двигателя определяют среднее индикаторное давление газов:
- •3. Построение эксплуатационных характеристик двигателя
- •3.1. Построение внешней скоростной характеристики двигателя
- •Коэффициенты для построения скоростной характеристики
- •Показатели двигателя для построения скоростной характеристики
- •3.2.Построение регуляторной характеристики дизеля
- •3.3. Построение нагрузочной характеристики двигателя
- •4. Кинематический расчет двигателя
- •5. Динамический расчет двигателя
- •Расчет сил, действующих в кшм двигателя
- •Компоновка двигателя
- •Компоновка кривошипно-шатунного механизма (кшм) двигателя
- •Компоновка механизма газораспределения
- •Компоновка корпуса двигателя
- •7. Примеры теплового расчета двигателя
- •Расчет процессов впуска и выпуска
- •Процесс сжатия
- •Процесс сгорания
- •Процесс расширения
- •Индикаторные показатели цикла
- •Эффективные показатели двигателя
- •Определение основных размеров двигателя
- •Расчет процессов впуска и выпуска
- •Процесс сжатия
- •Процесс сгорания
- •Процесс расширения
- •Индикаторные показатели цикла
- •Эффективные показатели двигателя
- •Определение основных размеров двигателя
- •8. Пример кинематического и динамического расчетов двигателя
- •Расчет сил, действующих в кшм двигателя
- •9. Расчет смазочной системы
- •Расчет подшипника скольжения
- •Расчет масляного насоса
- •Расчет масляного радиатора
- •10. Расчет системы охлаждения
- •Расчет радиатора
- •Для двигателей с искровым зажиганием – (140…180 Вт/м2·град);
- •Расчет жидкостного насоса
- •Расчет вентилятора
- •Приложение 1
- •Приложение 2
- •Литература
- •Содержание
- •Штайн Геннадий Вольфович расчет теплового двигателя
- •625000, Тюмень, ул. Володарского, 38
- •625039, Тюмень, ул. Киевская,52
Расчет подшипника скольжения
Вал, нагруженный силой FRш, при вращении занимает положение, указанное на рис.
Рис.24. К расчету подшипника скольжения
Определяется величина диаметрального зазора:
- двигатели с искровым зажиганием,
- дизели, dш – диаметр шейки вала, принимается при расчете и компоновки двигателя.
Определяется величина относительного зазора: .
Определяется величина среднего давления на опорную поверхность от силы FRш:
, где lш – длина опорной поверхности шейки.
Определяется коэффициент, характеризующий геометрию вала в подшипнике:
Принимается для расчета следующая величина динамической вязкости масла (H*c/м2): для дизелей – μ = 0,01, для двигателей с искровым зажиганием – μ = 0,006.
Определяется величина минимальной толщины масляного слоя по формуле из гидродинамической теории смазки:
,
где n – номинальная частота вращения.
Определяется коэффициент запаса надежности подшипника: К=hmin/hкр>2,
где hкр – величина критического слоя масла в подшипнике, при котором возможен переход жидкостного трения в сухое
(учитывает шероховатость поверхностей вала и подшипника а также отклонение от геометрической формы), для отечественных двигателей принимается 3…4мкм.
Расчет масляного насоса
Циркуляционный расход масла определяется по формуле:
м3/с;
где Qм – количество теплоты, отводимой маслом от двигателя: Qм=(0,015…0,03)Hu · BТ /3600, кДж/с;
См – теплоемкость масла (См =2,094 кДж/кг*град);
ρм - плотность масла (ρм=900кг/м3);
Δtм – температура нагрева масла в двигателе (Δtм=10…15o).
Действительная производительность насоса с учетом обеспечения стабилизации давления и компенсации износа трущихся деталей двигателя: Vд =(2,0…3,0)Vц.
Расчетная производительность насоса: Vр=Vд / ηн,
где ηн, - объемный коэффициент подачи, учитывающий потери масла через неплотности (ηн,=0,6…0,8).
Мощность на привод насоса:
, кВт;
где ηм –механический к.п.д. насоса (ηм=0,85…0,9),
Δр –перепад давления масла в системе (Δр=0,3…0,6 МПа).
Расчет масляного радиатора
Поверхность охлаждения радиатора определяется по формуле:
, м2;
где Qм –количество теплоты, отводимого от радиатора, Дж/с;
Км – коэффициент теплопередачи от масла в охлаждающую среду,
(Км =115…350 Вт/м2 град);
tмр – средняя температура масла в радиаторе (75…900С);
tвр – средняя температура воздуха, обдувающего радиатор (35…450С).
10. Расчет системы охлаждения
Расчет системы охлаждения двигателя сводится к расчету радиатора и насоса. В начале расчета вычерчивается принципиальная схема системы
охлаждения проектируемого двигателя. Например, для V-образного дизельного двигателя схема системы охлаждения представлена на рис.
Рис.25. Система охлаждения двигателя:
1-рубашка охлаждения, 2-насос со сливным краном, 3-радиатор, 4-жалюзи, 5-вентилятор, 6-расширительный бачок. 7-термостаты, 8-температурный датчик с указателем.