Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания

– На наружной поверхности:

σΣ́ = σр + σt (165)

σΣ́ =47,3+79,6= 126,9 МПа.

[σΣ́] =100÷130 МПа

– На внутренней поверхности:

σΣ// = σр – σt (166)

σΣ// =47,3 - 79,6= -32,2 МПа.

6. Расчет систем двигателя

6.1 Расчет элементов системы смазки

Масляной насос служит для подачи

масла к трущимся поверхностям движущихся частей двигателя. По конструктивному исполнению масляные насосы делятся на винтовые и шестеренчатые. Шестеренчатые насосы отличаются простотой устройства, компактностью, надежностью в работе и являются наиболее распространенными в автомобильных и тракторных двигателях.

Масляная система обеспечивает смазку деталей двигателя в целях уменьшения трения, предотвращения коррозии, удаления продуктов износа и частичное охлаждение его отдельных узлов. В зависимости от типа и конструкции двигателя применяются различные системы смазки: разбрызгиванием, под давлением и комбинированная. Большинство автомобилей имеют комбинированную систему смазки.

Расчет масляного насоса.

Расчет масляного насоса состоит в определении размеров его шестерен. Этому расчету предшествует определение циркуляционного расхода масла в системе.

Общее количество тепла, выделяемого топливом, за 1 с: Qo= 220,1 кДж/с

Количество тепла отводимого маслом от двигателя:

(167)

кДж/с

Средняя теплоемкость масла: См=2,094 кДж /(кг∙К).

Плотность масла: rм = 900 кг/м3.

Циркуляционный расход масла:

, (168)

м3/c,

где =10 – температура нагрева масла, 0C.

Для стабилизации давления масла в системе двигателя циркуляционный расход масла обычно увеличивается в 2 раза:

(169)

м3/с.

Объемный коэффициент подачи: hн = 0,7.

В связи с утечками масла через торцовые и радиальные зазоры насоса расчетную производительность его определяют с учетом коэффициента подачи:

(170)

м3/с.

Рабочее давление масла в системе р =3,5∙105 Па.

Механический К.П.Д. масляного насоса hмн = 0,86.

Мощность, затрачиваемая на привод масляного насоса:

(171)

кВт.

6.2 Расчет элементов системы охлаждения

Охлаждение двигателя применяется в целях принудительного отвода тепла от нагретых деталей для обеспечения оптимального теплового состояния двигателя и его нормальной работы. Большая часть отводимого тепла воспринимается системой охлаждения, меньшая – системой смазки и непосредственно окружающей средой.

В зависимости от рода используемого теплоносителя в автомобильных и тракторных двигателях применяют систему жидкостного или воздушного охлаждения. В качестве жидкого охлаждающего вещества используют воду и некоторые другие высококипящие жидкости, а в системе воздушного охлаждения – воздух.

Расчет водяного насоса.

Водяной насос служит для обеспечения непрерывной циркуляции воды в системе охлаждения. В автомобильных и тракторных двигателях наибольшее применение получили центробежные насосы с односторонним подводом жидкости.

Количество тепла, отводимого от двигателя водой (по данным теплового баланса): Qв = 52000 Дж/c;

Средняя теплоемкость воды: Сж = 4187 Дж/кг∙К;

Средняя плотность воды: ρж = 1000 кг/м3;

Напор насоса: rш = 98000 Па;

- коэффициент подачи насоса;

=100C - температурный перепад воды при принудительной циркуляции; hн = 0,8 механический КПД водяного насоса.

Циркуляционный расход воды в системе охлаждения:

(172)

м3/c.

Расчетная производительность насоса:

(173)

м3/c.

Мощность потребляемая водяным насосом:

(174)

кВт.

Расчет радиатора

Расчет радиатора состоит в определении поверхности охлаждения, необходимой для передачи тепла от воды к окружающему воздуху.

Qв = Qвозд = 52000 Дж/c – количество тепла, отводимого от двигателя и передаваемого от воды к охлажденному воздуху;

Свозд = 1000 Дж/кг∙К – средняя теплоемкость воздуха;

Объемный расход воды: Gж = 0,00124 м3/с;

Средняя плотность воды: ρж = 1000 кг/м3;

- температурный переход воздуха в решетке радиатора;

- температура воды перед входом в радиатор;

0C- температурный перепад воды в радиаторе;

Тсрвозд= 400C средняя температура воздуха проходящего через радиатор;

К = 100 Вт/(м2∙град) – коэфф. теплопередачи для радиаторов грузовых а/м.

Количество воздуха, проходящего через радиатор:

(175)

кг/с.

Массовый расход воды, проходящей через радиатор:

(176)

кг/с.

Средняя температура охлаждающего воздуха, проходящего через радиатор:

(177)

Средняя температура воды радиаторе:

(178)

Поверхность охлаждения радиатора:

(179)

м2.

Расчет вентилятора

Вентилятор служит для создания направленного воздушного потока, обеспечивающего отвод тепла от радиатора. Массовый расход воздуха подаваемый вентилятором: G/возд = 2,6 кг/с; к.п.д. литого вентилятора: =0,6; tср.возд. = 500C; К = 100 коэффициент теплопередачи для радиаторов; Па – напор, создаваемый вентилятором.

 Скачать реферат