К-28 Конструювання циліндрів двигунів з повітряним охолодженням, ребра циліндрів
Особливістю конструкції циліндрів двигунів повітряного охолодження є наявність ребер, що збільшують зовнішню поверхню, що охолоджується повітрям.
Питомі маси та габаритні розміри двиг. повітряного охолодження тим менше, що більше буде тепловіддача з одиниці маси ребра.
Головне завдання при створенні конструкції двигуна циліндра повітряного охолодження полягає в забезпеченні ефективного охолодження з прийнятним рівнем температури робочої поверхні при допустимих витратах потужності на охолодження.
Протяжність оребреної частини циліндра становить 45-55% його довжини. Величина охолоджуючої поверхні пропорційна розмірам та числу ребер. Довжина ребер обмежена міжциліндровою відстанню і зазвичай не перевищує 15-20 мм. Товщина та крокова відстань залежать від технології виготовлення циліндра. У литих конструкціях крокова відстань визначається міцністю стрижнів.
Мал. Циліндр із закоченими ребрами:
а-загальний вигляд; б-послідовність операцій підготовки гвинтової канавки та закочення стрічки;1-циліндр;2- охолодне ребро
За конструкцією та способом виготовлення циліндри повітряного охолодження бувають монометалевими та біметалевими.
Різновидом біметалічного циліндра є показанаконструкція, в якій чавунна втулка залита у виконаний з алюмінієвого сплаву срібний циліндр. Така конструкція відрізняється більш інтенсивним тепловідведенням від робочої поверхні втулки в порівнянні з конструкцією, в якій сталева або чавунна втулка запресована в срібний циліндр.
Для збільшення рівномірності та інтенсивності охолодження навколо головки та гільзи циліндрів уст-ся дефлектори, що направляють повітря у простір між гільзами.
Для збільшення коеф. тепловіддачі, ребра нахиляють до потоку на кут до 30 0 . Якщо 45 0 то ефективність тепловіддачі вів-ся на 50%, проте різко збільшується гідравлічний опір.
На 1 кВт-390-780мм 2
ОК-29 Конструювання головок блоків цілий двигун з повітрям охолодженням.
До конструкції ГБЦ з повітрю пред'являють додаткові вимоги: відповідність поверхні ребер кількості відведеної теплоти при заданій витраті охолоджуючого повітря, забезпечення високих аеродинамічних якостей ореброваних поверхонь. Нерівномірний розподіл температури в окремих елементах головки є причиною виникнення великих температурних напруг та деформацій.
У двигунах з пов. охл. зазвичай застосовується. індивідуальні головки на кожний циліндр. Перед головок припадає 60-75% всієї оребреной поверхні двигуна, охолоджуваної повітрям. Матеріал головки повинен мати високу теплопровідність. Розташування ребер, що охолоджує, може бути горизонтальним, вертикальним і комбінованим.
Висота ребер у найбільш нагрітих місцях головки може сягати 50-60мм. Подальше збільшення висоти суттєво не покращує тепловідведення. Розмір кроку для литих необроблених ребер становить 6-7мм при товщині ребра 2-2,5мм. Зі збільшенням літрової потужності крок слід зменшувати. Найбільшдоцільним з урахуванням технологич. вимогами є трикутна та трапецієподібна форми ребер.
Залежно від способу закріплення головки циліндрів бувають накладними (кріпляться шпильками до картера або до спеціальних припливів циліндрів) або навертаються. Головки, що навертаються, виготовляють зі сталі і з'єднують з циліндром за допомогою різьблення з натягом, попередньо нагріваючи їх до 350-400С. З'єднання з натягом є нероз'ємним.
Висота накладної головки двигуна з повітряним охолодженням становить (1,25-1,8)D, а обертається (1,4-1,5)D. Виста головки дизелів з повітряним охолодженням (1,0-1,7) D. Матеріали: СЧ18 та СЧ20, ліговані хромом, нікелем, молібденом, міддю; високоміцний чавун; АЛ9, АЛ30.
ОК-23 Методика розрахунку елементів (болтів, шпильок) кріплення головки блоку циліндрів; навантаження, що сприймаються цими елементами.
Сила випередить. затяжки Pпр опред. за наближеною залежністю, получ. експериментально: , де b - Коеф. затягування шпильки; χ - Коеф. осн. навантаження різьбового з'єдн.; - Сила тиску. газів, надходження. на одну шпильку, МН.
Значення коеф. b для двигунів із відносно великою жорсткістю блоку змінюються в межах від 1,5 до 2, а для з'єдн. з прокладками досягають 5 і більше.
Коефіцієнт основного навантаження різьбового з'єднання автомобільних і тракторних двигунів перебуває у межах 0,15…0,25.
Сила давл. газів, що припадає на одну шпильку: ,
де Fк – площа проекції поверхні камери згор. на площину перпенд. осі циліндра, м 2; zшп – число шпильок на один циліндр.
Сумарна сила, розтяг. шпильку (момент спалаху): .
Мінімальна сила: .
Визначаємо мінімальну і максимальну напругу, що виникає в шпильці.
де - площа перерізу за внутрішнім діаметромрізьблення.
ОК-30Насос у системі рідинного охолодження, план швидкостей потоку рідини на вході в міжлопатевий канал і на виході з нього.
За відсутності напрямних лопаток, що забезпечує осьовий підведення рідини до вхідного патрубка, напрямок вектора абсолютної швидкості перед робочим колесом залежить тільки від режиму роботи насоса, що визначається ставленням подачі насоса V до її розрахункової величини Vр.
Для забезпечення примусової циркуляції рідини, що охолоджує, в систему охолодження включається водяний насос.
Корпус та крильчатка насоса відлиті з чавуну або алюмінієвих сплавів, крильчатка іноді – із бронзи чи пластмас. Радіальні зазори між крильчаткою та корпусом насоса не повинні перевищувати 1 мм, осьові – 0,2 мм.
Валики насосів виг-ся зі сталі (у деяких випадках з корозійно-стійкою), підвищення зносостійкості вони піддаються гартуванню і іноді хромуються.
Вал водяного насоса зазвичай встановлюється на підшипниках кочення і забезпечується для ущільнення робочого простору сальником, що саморегулюється.
Розрахункова подача водяного насосу:
де hН-коефіцієнт подачі, що враховує можливість витоку рідини.