Проект вихрокамерного 4-циліндрового дизельного двигуна для легкового автомобіля (стр. 4 из 4)

r1 = √ Gжр/(πс1) + r²0 = √0,0015/(3,14 * 1,7) + 0,02² = √0,0015/5,3384 = 0,0167м,

де с1 = 1,7 – швидкість рідини на вході у насос, м/с;

r0 = 0,02 – радіус ступіци крильчатки, м.

Колова швидкість потоку рідини на виході з колеса

u2 = √1 + tgα2ctgβ2 * √ рж/βжηh = √1 + tg8˚ctg40˚ *√ 80000/(1000 * 0,66) = 11,9м/с

де α2 = 8˚, а β2 = 40˚; ηh = 0,66 – гідравлічний ККД насоса.

Радіус крильчатки колеса на виході

r2 = 30 u2/(π nв.н) = 30 * 11,9/(3,14 * 2000) = 0,057 м.

Колова швидкість входа потока

u1 = u2 * r1/ r2 = 11,9 * 0,0068/0,057 = 6,9м/с

Кут між швидкостями с1 та u1 приймається α1 = 90˚, при цьому

tgβ1 = с1/ u1 =1,7/6,9 = 0,246 → β1 = 15°38´

Ширина лопатки на вході

b1 = Gжр/(2π r1 – zδ1/sin β1) с1 = 0,0015/(2*3,14 * 0,0068 – 6 * 0,004/sin 15°38´) * 1,7 = 0,004 м

де z = 6 – число лопаток на крильчатці насоса;

δ1 = 0,004 – товщина лопаток у входа, м.

Радіальна швидкість потока на виході з колеса

сr = (Рж tgα2)/(ρж ηhu2) = (80000 tg8˚)/(1000 * 0,66 * 11,9) = 1,43 м/с

Ширина лопатки на виході

b2 = Gжр/(2π r2 – zδ2/sin β2) сr = 0,0015/(2*3,14 * 0,057 – 6 * 0,004/sin40˚)1,43 = 0,0105 м.

Міцність, яку споживає рідинний насос:

Nв.н. = Gжр рж/1000 ηм = (0,0015 * 80000)/(1000 * 0,84) = 0,5 кВт

де ηм =0,84 – механічний ККД рідиного насосу.

Розрахунок системи газорозподілу

Для газообміну в існуючих автомобілях і тракторних двигунах застосовуються клапанні механізми, виконані в більшості випадків по двом конструктивним схемам: з верхнім та нижнім розташуванням клапанів. Проектований двигун містить механізм газорозподілу з верхнім розташуванням клапанів (по одному впускному та випускному).

Рисунок 2. Схема клапана

Проектування механізму газорозподілу починається з визначення прохідного перерізу сідла клапана Fкл

Fкл = Vпср * Fп/(ікл * ωвп) = 14,5 * 0,008/(1 * 105) = 11 см²

де Vпср = 14,5 м/с – середня швидкість поршня;

Fп = 0,008 м² - площа поршня;

ікл = 1 – число одноіменних клапанів;

ωвп =45 м/с – швидкість клапана у проходному перерізі клапана.

Враховуючи, що через горловину проходить стебло клапана, їїплощу звичайно приймають Fгор = (1,1-1,2)Fкл = 1,15 * 11 = 12,65 см²

Діаметр горловини обмежується можливість розташування клапанів у головці блока при заданому диаметрі

dгор = √4 * Fгор/ π = √4 * 12,65/3,14 = 4 см.

Максимальна висота підйому клапана при куті фаски клапана α = 45º

hкл = √4,93 * d²гор + 4,44 * Fкл/2,2 – dгор = √4,93 * 4² + 4,44 * 11/2,22 – 4 = 1,09 см.