Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин (1066314), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Избыток масла перепускается редукционным клапаном из полости нагнетания в полость всасывания. В системах смазки с сухим картером производительность откачивающей секции должна быть в 1,5— 2,5 раза больше производительности нагнетающей секции. Масляные насосы.
В качестве масляных насосов применяются, как правило, шестеренные насосы с шестернями внешнего зацепления. Они просты в изготовлении, надежны в работе, имеют малые габариты и вес. В системах смазки с сухим картером масляный насос располагают обычно снаружи двигателя, что упрощает подвод масла к насосу и отвод его в бак. Применение в насосах шестерен с косыми зубьями обеспечивает более равномерную подачу масла н плавную работу насоса.
При этом необходимо, чтобы при любом угловом положении шестерен имелась контактная линия, перекрывающая всю длину зуба. Сечение входного патрубка насоса должно обеспечивать скорость протекания масла в пределах 0,3 — 0,6 м/с, выходного— 0,8 — 1,5 м/с. Расчетные скорости масла в маслопроводах принимаются равными 1 — 2,5 мыс. Размеры шестерен насоса определяют исходя из его производительности (в л/с) Ун = 0,17.10 'пРйбпц„, (1.54) где Р— диаметр начальной окружности шестерни в мм; й — высота зуба в мм; Ь вЂ” длина зуба в мм; л — частота вращения шестерни в об/мин; т1„— объемный коэффициент подачи насоса. Меньшие габариты насоса заданной производительности получаются при рациональном сочетании малого диаметра шестерен с большим модулем зубьев.
Окружная скорость на внешнем диаметре шестерен не должна превышать 8 — 10 м/с во избежание резкого падения т1„ из-за влияния центробежных снл. Коэффициент подачи т1„может изменяться в широких пределах (0,4 — 0,9) в зависимости от температуры и вязкости масла, оборотов, давления, величины радиальных и торцовых зазоров. Для расчета можно принимать Ч„ = 0,7 †: 0,8. Мощность )У„(в кВт), необходимая для привода масляного насоса, зависит от расхода масла 'г'„(в л/с) и перепада давления (в МПа) р, — р,„между полостями нагнетания и всасывания в У = "(Р'"' "") 55) , (1. где 41„= 0,85 —:0,9 — механический к. п.
д. насоса. д Е Очистка масла. Надежная очистка масла от механических ( ') (") примесей в современных машинах осуществляется при помощи ОЬ фильтров грубой и тонкой очистки. Рлс. 1.32. ПЛастяачато-щелевой мас- Фильтры грубой оч нет- левый фильтр к и могут иметь сетчатые, пластинчато-щелевые, ленточно-щелевые и проволочно-щелевые фильтрующие элементы. Сетчатые фильтрующие элементы изготавливаются из проволоки с числом клеток от 25 до 300 на 1 см' и задерживаютчасгицыразмеромдо0,!мм.Ленточно- и пластинчатощелевые фильтрующие элементы могут задерживать частицы размером 0,04 — 0,09 мм. Конструкция фильтров грубой очистки масла может быть аналогичной изображенным на рис. 1.7 В современных автомобильных двигателях нашли широкое распространение пластинчато-щелевые фильтры (рис.
1.32). Здесь фильтрующий элемент 4 состоит из большого числа стальных дисков 6, разделенных звездочками б. Между дисками по их окружности образуется зазор 0,08 мм. Стержень 7 с рукояткой дает возможность провора- 4* 51 чивать фильтрующий элемент и при помощи очищающих пластин 3, набранных на шпильке 2, очищать зазоры между пластинками б.
Масло подводится в отстойник 8 и, пройдя через фильтрующий элемент, поступает в главную масляную магистраль двигателя. В случае увеличения сопротивления фильтрующего элемента из-за его загрязнения или загустевания масла (прн низкой температуре) давление перед фильтром повышается, открывается перепускной клапан 1 и масло поступает на смазку двигателя помимо фильтра грубой очистки. Пружина перепускного клапана регулируется на перепад давления 0,08 — О,!2 МПа (0,8 — 1,2 кГ1сма). Размеры фильтрующего элемента выбираются в зависимости от расхода Рис. !.33. Элементы фильтра АСФО масла. При этом скорость протекания масла в зазорах должна быть в пределах: для сетчатых фильтров 2 — 4 м/с; ленточно-щелевых 3 — 6 м/с; пластинчато-щелевых 6 — 8 м/с.
Фильтры грубой очистки включаются последовательно, и через них проходит все масло, поступающее на смазку двигателя. Фильтры т о н к о й о ч и с т к и масла задерживают частицы до 1 мкм, обладают сравнительно большим сопротивлением и включаются параллельно. Через них проходит до 10% масла, нагнетаемого насосом. Фильтрующие элементы бывают картонные, бумажные, фетровые, с поглощающей массой. Их конструкция может быть сходной с представленными на рис. 1.8. Для автомобильных двигателей наиболее широко используются фильтрующие элементы АСФО (автомобильный суперфильтр-отстойник) трех типоразмеров, применение которых зависит от расхода масла.
Фильтр АСФО (рис. 1.33) набирается из сплошных 1 и вырезных 2 дисков. Масло из отстойника через щели 4 поступает в полости 3 между сплошными дисками, где благодаря небольшой толщине слоя хорошо отстаивается, а затем дополнительно фильтруется, проходя между картонными дисками в местах их соприкосновения. Далее масло поступает (непосредственно или по канавкам 5 в вырезных дисках) в центральную трубку и сливается в картер двигателя.
Для того чтобы к подшипникам двигателя подавалось наиболее чистое масло, целесообразно после тонкой очистки подавать масло к полости всасывания нагнетающей секции насоса, как показано на рис. 1.31. Фильтрующие элементы фильтров тонкой 52 очистки масла после их загрязнения, как правило, к дальнейшему употреблению непригодны и заменяются новыми. В системах смазки транспортных двигателей часто применяются комбинированные фильтры, представляющие собой конструктивную комбинацию из фильтров грубой и тонкой очистки.
В настоящее время все более широкое применение для очистки масла находят реактивные масляные ц е н т р и ф у г и, в которых механические частицы, загрязняющие масло, отделяются центробежными силами. Центрифуги обладают существенными преимуществами: высокая степень очистки масла, фильтрующие свойства 8 5 9 и пропускная способность почти не зависят от загрязнения ротора; отсутствует необходимость замены элементов при периодическом обслуживании. Ротор должен промываться через 200 — 300 ч работы двигателя.
Центрифугавзависимости от ее конструкции и параметров может быть использо- 7 вана как для грубой, так и для тонкой очистки масла, может быть включена в систему 7 смазки последовательно Рис. !.34. Центрифуга илн параллельно. На рис. 1.34 изображена схема полнопоточной центрифуги, через которую проходит и очищается все масло, поступающее от нагнетающей секции масляного насоса. Ротор 4 под действием реакции струй масла, вытекающих из двух сопел 7, свободно вращается на бронзовых втулках 9 вокруг неподвижной оси. Масло нагнетается в ротор через отверстие 1 и очищается от механических примесей центробежными силами. Его основная часть проходит через отверстия б в магистраль б, идущую к двигателю. Часть масла через отверстия 8 по трубкам д поступает к соплам 7 и далее в масляный бак или к полости всасывания насоса. Корпус центрифуги 2 имеет водяную рубашку для подогрева.
Качество очистки такой центрифугой не может быть высоким из-за большого расхода масла. Хорошая очистка масла достигается при частоте вращения ротора центрифуги 6000 — 7000 об!мин и расходе до 0,17 л!с. При этом давление масла на входе в центрифугу составляет 0,4— 0,6 МПа (4 — 6 кГ1сме)1.
33 Частота вращения (в об/мин) ротора центрифуги зависит от ее конструктивных параметров и расхода масла через сопла 2Ь'сРм— и = р (1.55) Ь + 21'арм — /С' " зо где )г, — расход масла через одно сопло в м'/с; рм — плотность масла в кг/м', е — коэффициент сжатия живого сечения струи, вытекающей из сопла; / — площадь сопла в м', Я вЂ” расстояние от оси ротора до оси сопла в м; а — момент сопротивления вращению ротора на малых оборотах в Н м; Ь вЂ” нарастание момента сопротивления в зависимости от частоты вращения ротора в Н м/(об/мин).
По некоторым опытным данным ориентировочные значения а=(1,0 —:1,5) !О ' Н м (100 — 150 г см); 6= (4 —:5) !О ' Н м/(об/мин) [0,04— 0,05 г.см/(об/мин)1; е = 0,9. Расход масла через сопла- ротора может быть определен по формуле )г = 1',г (г — число сопел), причем а,об/мин у,л/с 0000 0000 аааа 2000 0 а! 0,2 00 а,ар,Ю70 Рис.
1.35. Характеристика центрифуги Здесь )а — коэффициент расхода масла через сопло (ориентировочно (а = 0,8); р, — давление масла на входе в фильтр; Лр— потери давления на участке от входа в корпус фильтра до входа в сопло (ориентировочно Лр = 0,05 р,); г — радиус подводящего канала в оси ротора; и — частота вращения ротора в об/мин.
Степень очистки масла центрифугой может быть повышена, если неподвижную ось закрыть стаканом, вращающимся вместе с ротором. Это способствует ускорению вращения масла. На рис. 1.35 изображена характеристика опытной центрифуги НАМИ, дающая представление о зависимости между оборотами ротора, расходом и давлением масла. Охлаждение масла. Для охлаждения масла, выходящего из двигателя, используются масляные радиаторы. В настоящее время применяются два типа радиаторов: водо-масляные, в которых осуществляется теплообмен между маслом и жидкостью системы охлаждения, и воздушно-масляные с обдувом атмосферным воздухом.
В системах смазки с сухим картером радиаторы обычно включают в откачивающую магистраль и располагают на пути воздушного потока системы охлаждения двигателя. На случай засорения радиатора или повышения вязкости масла (в период пуска холодного двигателя) устанавливаются перепускные клапаны. Пружина 54 Ям Смрм~ д (вд. вм» вд. вк) (1.58) должно равняться теплу, рассеиваемому радиатором, яв — — Смр„(к» (Гв,„— Г„, ). (1.59) ЗДЕСЬ С„вЂ” тЕПЛОЕМКОСтЬ МаСЛа; рм — ПЛОтНОСтЬ МаСЛа; (вд И 'гр — расход масла через двигатель и радиатор соответственно (пРи включении их последовательно Рд = 1'р) ~ вд, вк вд.
вмк температуры масла на входе и выходе из двигателя; 1 „, (р, температуры масла на входе и выходе из радиатора. Все сказанное справедливо, если считать, что все тепло рассеивается радиатором, т. е., если не учитывать теплопередачи через стенки картера, масляного бака, маслопроводов и т. д. Для расчета принимают наиболее трудные условия работы: температура наружного воздуха +45' С, средняя температура масла в радиаторе 75 — 85' С. Площадь охлаждающей поверхности воздушно-масляного радиатора со стороны воздуха и Ь мм йм — вв) (1.60) где 1„, 7, — средние температуры масла и воздуха в 'С; йм— коэффициент теплопередачи от масла к воздуху: 1 мм — + — +— ом Х пв клапана регулируется на перепад давления 0,2 — 0,4 МПа (2— 4 кГ!см'), в случае превышения его масло идет в бак помимо радиатора. По мере прогрева масла гидравлическое сопротивление радиатора уменьшается, и клапан автоматически закрывается.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
