Министерство образования Российской Федерации
Тверской государственный технический университет
|
Кафедра «Механизация природообустройства и ремонт машин»
РАСЧЁТ СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЯ
Методические указания к выполнению курсового проекта,
курсовой работе, расчетно-графической и контрольной работ
по дисциплине «Тракторы и автомобили» и «Транспортные и базовые машины»
для специальностей 171100 - МОП, 230100 - ЭОМ и 551400 - НТС
Тверь 2004
Методические указания являются руководством к выполнению курсового проекта, курсовой работе, расчетно-графической и контрольной работ для студентов высших учебных заведений специальностей 171100 «Машины и оборудование природообустройства и защиты окружающей среды», 551400 «Наземные транспортные системы» и 230100 «Эксплуатация и обслуживание транспортных и технологических машин и оборудования (водное хозяйство)».
Составлены в соответствии с программой дисциплин «Тракторы и автомобили» и «Транспортные и базовые машины» Тверского государственного технического университета.
Рассмотрены и рекомендованы к печати на заседании кафедры «Механизация природообустройства и ремонт машин» (протокол № 5 от 20 января 2004 года).
Составители: В.Е. Харламов,
И.К. Морозихина,
К.С. Крылов
© Тверской государственный
технический университет, 2004
Содержание:
1. Общие указания по изучению курса ……………………….
1. 1. Содержание расчетно-пояснительной записки …………………...
2. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ СМАЗКИ ……………………….
2. 1. Общие сведения …………………………………………………….
2. 2. Масляный насос ……………………………………………………
2. 3. Центрифуга …………………………………………………………
2. 4. Масляный радиатор ………………………………………………..
3. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ……………….
3. 1. Общие сведения …………………………………………………….
3. 2. Расчёт системы жидкостного охлаждения ………………………..
3. 3. Расчётная производительность насоса и мощность на его привод
3. 4. Определение основных размеров насоса ………………………….
3. 5. Жидкостный радиатор ……………………………………………..
3. 6. Расчёт системы воздушного охлаждения …………………………
3. 7. Расчёт вентилятора …………………………………………………
4. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ Список ..…………………………………
5. Приложения …………………………………………………………
|
4
4
5
5
5
7
8
9
9
10
11
12
14
15
16
18
19
|
1. Общие указания по изучению курса
При выполнении мелиоративных работ в сельском хозяйстве, а также гидротехническом строительстве применяется большое количество различных моделей тракторов, автомобилей, тягачей и др. мелиоративных и строительных машин, сконструированных с использованием главных агрегатов базовых моделей тракторов и автомобилей.
Учитывая быстрое усовершенствование и смену моделей машин в процессе их выпуска, для инженера-механика по механизации гидромелиоративных работ весьма важно знать не частные конструктивные агрегаты и узлы отдельных марок, а общие характерные, конструктивные особенности тракторов, автомобилей и тягачей.
При изучении различных конструкций машин, их отдельных агрегатов, систем, механизмов, узлов и деталей рекомендуется придерживаться примерно такой последовательности: назначение, устройство, материал, принцип работы, уход и регулировки, возможные неисправности и способы их устранения.
В качестве основных объектов изучения рекомендуется принять следующие типы тракторов и автомобилей:
Колёсные тракторы Т-150К (класса – 3 т) и К-700 (5 т).
Гусеничный трактор ДТ-75
Грузовые автомобили и тягачи последних выпусков производства ЗИЛ, МАЗ, КрАЗ, КамАЗ.
1. 1. Содержание расчетно-пояснительной записки
Расчётно-пояснительная записка должна в себя включать:
задание на расчетно-графическую работу;
характеристику двигателя прототипа;
описание систем двигателя прототипа;
расчёт системы смазки;
расчёт системы охлаждения;
список использованной литературы;
оглавление.
Пояснительная записка должна иметь объём 18 - 25 страниц.
Техническая характеристика двигателя прототипа берётся из литературного источника, ссылки на который обязательны в тексте. Необходимые сведения: мощность двигателя (максимальная и номинальная), обороты при данной мощности, объёмы системы смазки и охлаждения. Желательны сведения по производительности насосов (водяного и масляного), что позволяет контролировать правильность расчётов проектируемых насосов.
При описании систем смазки и охлаждения двигателя прототипа следует обратить на особенности, характерные для данного двигателя.
Графическая часть расчетно-графической работы выполняется на листе миллиметровой или чертежной бумаги формата А1.
На половине этого листа (формат А2) чертится схема системы смазки двигателя прототипа с указанием названия отдельных элементов, на второй половине листа - схема системы охлаждения. Схемы выполняются в соответствии с ГОСТом. Каждой лист сопровождается угловым штампом и спецификацией.
Конструктивная разработка системы смазки включает в себя сборочный чертеж масляного насоса (размеры шестерен берутся согласно расчету, все остальное – из конструкции прототипа), кинематическая схема привода масляного насоса с указанием передаточных чисел.
Конструктивная разработка системы охлаждения включает в себя чертеж водяного насоса (при этом используются результаты расчета и рекомендации из литературных источников), кинематическая схема привода водяного насоса с указанием передаточных чисел. Компоновка водяного насоса может быть такой же, как у двигателя-прототипа.
2. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ СМАЗКИ
2. 1. Общие сведения
Масляная система обеспечивает смазку деталей двигателя с целью уменьшения трения, предотвращения коррозии, удаления продуктов износа и частичное охлаждение его отдельных узлов. В зависимости от типа и конструкции двигателей применяют систему смазки разбрызгиванием, под давлением и комбинированную. Большинство автомобильных и тракторных двигателей имеют комбинированную систему смазки. Одним из основных элементов системы смазки является масляный насос.
Масляный насос служит для подачи масла к трущимся поверхностям движущихся частей двигателя. По конструктивному исполнению масляные насосы бывают шестеренчатые и винтовые. Шестеренчатые насосы отличаются простотой устройства, компактностью, надежностью в работе и являются наиболее распространенными в автомобильных и тракторных двигателях.
Расчет масляного насоса заключается в определении размеров его шестерен. Этому расчету предшествует определение циркуляционного расхода масла в системе.
2. 2. Масляный насос
Циркуляционный расход VЦ масла зависит от количества отводимого им от двигателя тепла QM. В соответствии с данными теплового баланса величина QM (кДж/с) для современных автомобильных и тракторных двигателей составляет 1,5 … 3,0 % от общего количества теплоты, введенной в двигатель с топливом:
QM = (0,015 … 0,030)Q0 .
Количество тепла (кДж) выделяемого топливом в течение 1 с:
 ,
где QH – низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг, для дизельного двигателя QH = 42440 кДж/кг, для карбюраторного двигателя QH = 43930 кДж/кг;
GT – часовой расход топлива, кг/ч.
 .
Циркуляционный расход масла (м3/с) при заданной величине QM:
 .
где ρм – плотность масла, в расчетах принимают ρм = 900 кг/м3;
см – 2,094 – средняя теплоемкость масла, кДж/(кг К);
ΔТМ = 10 … 15 – температура нагрева масла в двигателе, К.
Для стабилизации давления масла в системе двигателя циркуляционный расход масла обычно увеличивается в 2 раза:
V' = (2 … 3)Vц .
В связи с утечками масла через торцовые и радиальные зазоры насоса расчетную производительность его (м3/с) определяют с учетом объемного коэффициента подачи ηн = 0,6 … 0,8:
 .
Расчетная производительность насоса:
 ,
где nн – частота вращения шестерни, об/мин;
D0 – диаметр начальной окружности шестерни, м;
h – высота зуба, м;
b – длина зуба, м.
При высоте зуба, равной двум модулям (h = 2m), и D0 = z·т
 ,
где z = 6 – 12 – число зубьев шестерни в выполненных конструкциях;
m = 3 – 6 мм – модуль зацепления.
|
