- •Министерство образования республики беларусь
- •Министерство образования республики беларусь
- •Содержание
- •1. Тепловой расчёт и определение основных размеров двигателя 8
- •2. Динамический расчёт. Порядок выполнения расчёта для поршневого двигателя 20
- •3. Расчёт деталей кривошипно-шатунного механизма 29
- •4. Расчёт деталей механизма газораспределения 82
- •1. Тепловой расчёт и определение основных размеров двигателя
- •1.1 Процесс впуска
- •1.2 Процесс сжатия
- •1.3 Процесс сгорания
- •1.4 Процесс расширения
- •1.9 Построение индикаторной диаграммы
- •2. Динамический расчёт. Порядок выполнения расчёта для поршневого двигателя
- •2.1. Перестроение индикаторной диаграммы
- •2.2. Построение графиков сил Рj и pσ
- •2.3. Построение графиков сил т и к.
- •2.4. Построение графика суммарного крутящего момента
- •2.5. Построение полярной диаграммы нагрузок на шатунную шейку
- •3. Расчёт деталей кривошипно-шатунного механизма
- •3.1 Расчёт гильзы цилиндра и корпуса цилиндра
- •3.2 Расчёт силовых болтов
- •3.3 Расчёт поршневой группы
- •3.3.1 Расчёт головки поршня
- •3.3.2 Расчёт юбки поршня
- •3.3.3 Расчёт диаметров головки и юбки поршня
- •3.3.4 Расчёт поршневого кольца
- •3.3.5 Расчёт поршневого пальца
- •3.4 Расчёт шатуна
- •3.4.1. Расчёт поршневой головки шатуна
- •3.4.2. Расчёт стержня шатуна
- •3.4.3 Расчёт крышки шатуна
- •3.4.4 Расчёт шатунных болтов
- •3.5 Расчёт коленчатого вала
- •3.5.1. Расчёт коренной шейки
- •3.5.2. Расчёт шатунной шейки
- •3.5.3. Расчет щёк коленчатого вала
- •4. Расчёт деталей механизма газораспределения
- •4.1 Профилирование безударного кулачка методом «Полидайн»
- •4.1.1 Определение основных параметров для впускного клапана
- •4.1.2. Профилирование впускного кулачка.
- •4.1.3 Определение основных параметров для выпускного клапана
- •4.1.4. Профилирование впускного кулачка
- •4.2. Расчётная схема и силы, действующие в клапанном механизме
- •4.3 Расчёт пружины клапана
- •4.3.1 Определение предварительных параметров пружины
- •4.3.2 Определение геометрических параметров пружины
- •4.4 Проверочный расчёт деталей грм
- •4.4.1 Проверочный расчёт пружин
- •4.4.2 Расчёт распределительного вала
- •4.4.3 Расчёт толкателя
- •4.4.4.Расчёт штанги
- •4.4.5. Коромысло привода клапана
- •5.2. Расчёт масляного радиатора
- •5.3. Расчёт подшипника скольжения
- •5.4. Расчёт фильтра очистки масла
- •6. Расчёт системы охлаждения
- •6.1 Расчёт радиатора
- •6.2 Расчёт вентилятора
- •6.3 Расчёт водяного насоса
- •7. Расчёт системы питания
- •7.1. Расчёт топливного насоса высокого давления
- •7.2. Расчёт форсунки
- •7.3. Расчёт топливного аккумулятора
- •8. Расчёт системы пуска
- •Заключение
- •Литература
5.4. Расчёт фильтра очистки масла
Расчёт фильтра очистки масла заключается в определении площади его фильтрующего элемента:
(277) |
где –динамическая вязкость масла;
– перепад давлений на входе и выходе фильтра;
– коэффициент, зависящий от типа фильтрующего элемента.
6. Расчёт системы охлаждения
Система охлаждения представляет собой совокупность устройств, обеспечивающих принудительный отвод теплоты от нагретых деталей двигателя и передающих ее окружающей среде с целью поддержания оптимального теплового состояния двигателя.
6.1 Расчёт радиатора
Радиатор предназначен для передачи теплоты охлаждающей жидкости в атмосферу.
Количество теплоты, отводимой через систему охлаждения двигателя при его работе на режиме номинальной мощности:
(278) |
где относительная теплоотдача в охлаждающую жидкость;
. В расчёте принимаем.
Количество теплоты, отводимой в ОЖ от ОГ в системе РОГ:
(279) |
где – расход ОГ;
– теплоёмкость ОГ;
;
– процент ОГ в РОГ.
Расчётное значение количества теплоты отводимой от двигателя:
(280) |
Расход воздуха проходящего через радиатор:
(281) |
где средняя удельная теплоемкость воздуха,
плотность воздуха,
температурный перепад в решетке радиатора,
Циркуляционный расход охлаждающей жидкости через радиатор:
(282) |
где удельная теплоемкость охлаждающей жидкости,
– плотность охлаждающей жидкости,;
–температурный перепад охлаждающей жидкости в радиаторе,
Средняя температура жидкости в радиаторе:
(283) |
где –температура охлаждающей жидкости на входе в радиатор:С.
Средняя температура воздуха, проходящего через радиатор:
(284) |
где температура воздуха на входе в радиатор,.
Необходимая площадь поверхности охлаждения радиатора:
(285) |
где коэффициент теплоотдачи от охлаждающей жидкости в стенки радиатора,
Площадь фронтовой поверхности радиатора:
(286) |
где скорость воздуха перед фронтом радиатора,.
Глубина сердцевины радиатора:
(287) |
где коэффициент объемной компактности,
6.2 Расчёт вентилятора
Окружная скорость лопасти вентилятора на ее наружном диаметре:
(288) |
где коэффициент, зависящий от формы лопастей,;
давление воздуха создаваемое вентилятором,Для расчёта принимаем ,;.
Диаметр вентилятора:
(289) |
где расчётная скорость воздуха в рабочем колесе,
По принимаем.
Частота вращения вала вентилятора:
(290) |
Мощность, потребляемая для привода вентилятора:
(291) |
где КПД вентилятора,.
6.3 Расчёт водяного насоса
Для обеспечения принудительной циркуляции охлаждающей жидкости в систему охлаждения включается водяной насос. В автомобильных и тракторных двигателях наибольшее применение получили центробежные насосы с односторонним подводом жидкости. Корпус и крыльчатка насоса отлиты из чугуна.
Расчётная подача водяного насоса:
(292) |
где – коэффициент подачи, учитывающий возможность утечки жидкости.
Радиус входного отверстия крыльчатки:
(293) |
где – скорость жидкости на входе в насос,;
r0– радиус ступицы крыльчатки,.
Рисунок 6.3 – Схема рабочего колеса
Окружная скорость схода жидкости:
(294) |
где ,углы между направлениями скоростей,,
– давление жидкости, создаваемое насосом,.=,
– гидравлический КПД насоса,.
Радиус крыльчатки на выходе:
(295) |
Окружная скорость потока жидкости на входе:
(296) |
Если угол между скоростямииравен, то уголнаходится из соотношения:
(297) |
Радиальная скорость схода охлаждающей жидкости:
(298) |
Число лопастей на крыльчатке , толщина лопаток.
Толщина лопастей на входе и выходе:
(299) |
Мощность, потребляемая водяным насосом:
(300) |
Водяной насос забирает у двигателя мощности.