Насос системы охлаждения с переменной производительностью на примере двигателя Д-260.9
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Апреля 2014 в 12:26, курсовая работа
Краткое описание
В данной научно исследовательской разработке речь пойдет о насосе с изменяемой производительностью. В мировом моторостроении есть тенденция к увеличению мощности двигателей, повышение требований к классу токсичности и т.д. Однако, введя значительные изменения в конструкции системы питания, системы смазки, выпуска отработавших газов, системы газораспределительного механизма
Содержание
Введение Обоснование необходимости разработки..………………………..…..….…..3 Техническое требования…..…………………………………………….5 1.1 Режим холодного запуска двигателя.................................................6 1.2 Режим постоянной и переменной нагрузки на двигатель…………6 1.3 Режим максимальной мощности двигателя…..……………………7 1.4 Режим резкого сброса оборотов двигателя…………………………8 1.5 Режим эксплуатации двигателя при низких температурах окружающей среды……………………….8 1.6 Режим предпускового подогрева……………………………...…….9 Принципиальная схема насоса……………..……………………………9 Методика расчета………………………..………………….…………...10 Выводы……………………………………………………………………20 Список использованной литературы………………………..………..…21
В совокупности, работа насоса
переменной производительности,
обеспечивает более интенсивное охлаждение
(нагревание) , повышает производительность
всей системы охлаждения, обеспечивает
отвод излишек тепла от теплонагруженных
элементов двигателя, сохраняя ресурс
и работоспособность на весь срок службы
мотора.
Схема электрическая принципиальная
ECU Блок управления двигателем.
Датчик температуры.
Выключатель зажигания.
Аккумуляторная батарея.
Рисунок 3 - Схема включения датчика
температуры двигателя, в качестве чувствительного
элемента которого применяется терморезистор.
Датчик температуры двигателя шунтирует
опорное напряжение, вследствие чего,
значение напряжения на датчике оказывается
меньшим опорного либо больше. Сигнал
поступает в ЭБУ, обрабатывается (с таблицами
калибровок по температуре ДВС), дальше
сигнал поступает на исполняющий механизм
(реле резистор). Помпа выходит на заданную
ЭБУ скорость (производительность), система
охлаждается. С увеличением температуры
охлаждающей жидкости (например, при прогреве
двигателя), сопротивление датчика уменьшается
и, соответственно, уменьшается напряжение
на датчике. Система имеет аварийное управление,
при неисправности датчиков, помпа работает
на максимальной производительности.
3 Методика расчета.
Геометрия насоса рассчитывается
при определенной подаче , напоре
и частоте вращения n. Расчет осуществляется
при требовании минимальных гидравлических
потерь. Этот режим называется расчетным.
Частота вращения =
2600 об/мин. Давление = 0,03 МПа.
Циркуляционный расход жидкости в системе
охлаждения определяется по формуле: [
]
(1)
где – кол-во отводимой
теплоты.
966,5 при
95
(антифриз марки 40)
– средняя теплоемкость
жидкости .
температура перепада жидкости при
циркуляции.
102881,4 – кол-во теплоты (Дж). Выделяемое
ДВС на расчетном режиме работы.
Расчетная производительность насоса определяется по формуле
[
]
(2)
Напор насоса при максимальной производительности
[
]
(3)
где
– плотность антифриза
при t = 95º.
100000 Па, потери полного давления
в радиаторном контуре
Частота вращения задаем не меньше частоты
штатного насоса
Коэффициент быстроходности
[ ]
(4)
Рассчитываемый насос
считается быстроходным.
Объемный КПД
[ ]
(5)
Приведенный диаметр на входе
[ ]
(6)
Гидравлический КПД
насоса.
[
]
(6)
Механический КПД
Общий КПД
11.Мощность, потребляемая насосом
и крутящий момент:
(7)
(8)
Диаметр вала насоса
(9)
где
= допускаемое
напряжение кручения для вала для материала
типа (Х18Н9Т и 1Х17Н2 (1,22,0) Па и 1,2Па
)
12.Размер втулки
диаметр втулки
длинна втулки
13.Наружный диаметр входа в
колесо
(10)
14.Скорость жидкости перед
рабочим колесом при отсутствии
закручивании на входе.
[ ]
(11)
15. Скорость жидкости на
входе в рабочее колесо.
(12)
16. Окружная скорость на
входе в межлопатковые каналы.
[ ] (13)
17.Входной угол потока
жидкости
18. Входной угол установки
лопатки.
19.Ширина лопатки на
входе в колесо
[
] (14)
20. Теоретический напор
[
]
(15)
21. Окружная скорость на
выходе из колеса.
[
]
(16)
22. Диаметр колеса на
выходе.
[
]
(17)
23.Зададимся углом
24.Число лопаток
[
]
(18)
где
25. Вычислим теоретический
напор для схемы с
числом лопаток.
[
]
(19)
25. Принимаем
и уточняем скорость
(м/с)
[
]
(20)
Утояняем
Ширина лопатки на выходе из
колеса (пологая
)
[
]
(21)
Расчет шпоночного соединения
Для соединения вала с колесом
принимаем призматическую шпонку со скругленными
торцами (исполнение 1)ГОСТ 23360-78.
Размеры шпонки и паза для диаметра
вала d = 6…8 мм принимаем размеры сечения
шпонки b = 2 мм; h = 2 мм. Глубина паза
11 = 1,2 мм.
Допускаемое напряжение
для стальной ступицы при колеблящейся
нагрузке принимаем [σ]=110 Н/мм2.
Расчетная длина шпонки
Условие прочности на смятие:
Условие прочности сечения
С-С на срез:
где
наибольший допустимый крутящий момент.
Нм
крутящий момент на валу. Нм
рабочая длинна шпонки. мм
диаметр вала. мм
ширина шпонки. мм
высота шпонки. мм
выступ шпонки от шпоночного паза.
мм
= допускаемое напряжение на срез.
МПа
= допускаемое напряжение на смятие,
МПа
Минимальная длинна шпонки
для сечения 2х2 составляет 8 мм, выбираем
ее. В машиностроении принимают
[σсм] = (0,3 ... 0,5)
σт - для неподвижных соединений
и [σсм] = (0,1 ... 0,2
)σт - для подвижных соединений,
где σт - предел текучести материала
шпонки.
Выводы:
Преимущества конструкции заключается
в способе передачи крутящего момента
рабочему колесу. Ротор двигателя не имеет
механической связи с крыльчаткой. Нет
сальникового уплотнения. Для предотвращения
попадания охлаждающей жидкости, расстояние
между магнитами разделено стаканом-делителем,
который изготовлен из пластмассы. Пластмасса
не создает помехи для передачи магнитного
поля, уплотнение реализовано резиновой
прокладкой.
Так же, как преимущество можно
считать следующий факт: при заклинивании
крыльчатки инородными телами, электродвигатель
не выходит из строя. Достижение максимальных
оборотов (максимальной производительности)
достигается плавно в зависимости от показаний
датчиков и необходимости производительности
системы от режимов эксплуатации.
Список использованной литературы:
1. Васильев Ю.А., Лоскутников
Г.Т., Андреев Е.А. «Расчет и проектирование
центробежного насоса».
2. Касьянов В.М., Кривенков
С.В. «Гидромашины и компрессоры».