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:

Расчет топливной экономичности
Расчет топливной экономичности будем выполнять для движения автомобиля на третьей и четвертой передачах для груженого автомобиля. В расчете будем использовать скорости движения автомобиля, найденные выше на указанных передачах, постоянную силу Pi сопротивления подъему, силу сопротивления качению Pf ...

Основные положения нормативно-правовой базы по обеспечению защищенности объектов транспортной инфраструктуры
транспортный безопасность аэропорт защищенность Основные положения нормативно-правовой базы по обеспечению защищенности объектов транспортной инфраструктуры определены в Концепции обеспечения транспортной безопасности России и Законе «О транспортной безопасности». В Концепции определена общегосудар ...

Ремонт коленчатого вала. Удаление упрочненного слоя
Как показывает практика азотированный коленчатый вал, обладающий высокой прочностью, вследствие чего традиционный метод ремонта коленчатого вала слабо применим. Повышенная твердость металла отрицательно сказывается на ресурсе абразивного круга шлифовального станка. Ресурс круга уменьшается в разы в ...