Система охлаждения двигателя

Систему охлаждения двигателя рассчитаем для номинального режима работы. Расчёт системы жидкостного охлаждения сводится к определению площади поверхности радиатора, основных размеров водяного насоса и подбору вентилятора.

Исходным параметром для расчёта системы охлаждения является количество теплоты, которое необходимо отвести от двигателя в охлаждающую среду в единицу времени.

Расчет радиатора

Для проектируемого четырехтактного двигателя жидкостного охлаждения количество отводимой теплоты определим по имперической формуле:

где С=0,46 – коэффициент пропорциональности;

ΔНu=6700 кДж/кг – количество теплоты, теряемой в связи с неполнотой сгорания из-за недостатка кислорода;

α=1 – коэффициент избытка воздуха; m=0,65 – показатель степени.

С учётом загрязненности радиатора количество теплоты, отводимой от двигателя охлаждающей жидкостью будет:

где φ=1,12 – коэффициент запаса.

Вместимость жидкостного охлаждения примем по следующему соотношению:

Количество воздуха, проходящего через радиатор определим по формуле:

где Свозд=1,005 кДж/кгК – средняя удельная теплоемкость воздуха;

ρвозд=1,13 кг/м³ - плотность воздуха;

Твозд.вх=313 К – температура воздуха перед радиатором;

Твозд.вых =Твозд.вх+ΔТвозд =313+27=340 К – температура воздуха после радиатора;

Qвозд=Qжр=56952 Дж/с – количество теплоты, передаваемой охлаждающему воздуху.

Циркуляционный расход охлаждающей жидкости, проходящей через радиатор (подача жидкости насосом):

где Сж=3,84 кДж/кгК –удельная теплоемкость этиленгликоля;

ρж=1,13 кг/м³ - плотность тосола;

ΔТж=8 К – температурный перепад в системе.

Средняя температура жидкости в радиаторе будет:

где Тжвх=367 К – температура охлаждающей жидкости на входе в радиатор.

Средняя температура воздуха, проходящего через радиатор будет:

Необходимую площадь поверхности охлаждения радиатора вычислим по формуле:

где Кж=142 Вт/м²К – коэффициент теплопередачи от охлаждающей жидкости в стенки радиатора.

Фронтовую поверхность радиатора выполняют в виде квадрата, обеспечивая при этом равенство площадей: ометаемой вентилятором и фронтовой площади радиатора. Фронтовая (лобовая) поверхность радиатора будет:

где - скорость воздуха перед фронтом радиатора без учёта скорости движения машины.

Глубину сердцевины радиатора определим по формуле:

где - коэффициент компактности радиатора.

Высоту Н и ширину В радиатора принимаем из соотношения:

Получаем: Н=0,3 м; В=0,43 м.

Расчет жидкостного насоса

Жидкостный насос должен обеспечить расход жидкости через радиатор системы охлаждения. Расчетная производительность насоса определяется с учетом утечек жидкости из нагнетательной полости в всасывающую.

Информация по теме:

Определение затрат на техническое обслуживание и ремонт транспортного флота
Важнейшая роль в повышении эффективности транспортного производства на морском флоте принадлежит технической эксплуатации. Она оказывает существенное влияние на все основные показатели работы флота, включая отдачу основных фондов, рентабельность и валютный доход. Это влияние проявляется прежде всег ...

Динамика кривошипно-шатунного механизма
При работе двигателя на детали кривошипно-шатунного механизма действуют силы от давления газов, силы инерции, центробежные силы и давление на поршень со стороны картера (приблизительно равное атмосферному давлению). Все действующие в двигателе силы воспринимаются полезным сопротивлением на коленчат ...

Расчет зубчатой передачи
Тип передачи – коническая прямозубая внешнего зацепления. Момент, подводимый к валу шестерни: Т = 37.59 Нм. Частота вращения шестерни: n1 = 100 мин-1. Частота вращения колеса: n2 = 180 мин-1. Срок службы: Lh = 600 ч. Принятые материалы Элементы Заготовка Марка стали Термооб- рааботка , МПа , МПа Тв ...