Меню раздела

Определение основных параметров системы смазочной системы


Исходной величиной для расчета элементов смазочной системы является количество масла, прокачиваемого через систему в единицу времени-циркуляционный расход. Эту величину можно определить, если учесть количество теплоты ()м, которое должно быть перенесено маслом от деталей двигателя в охладитель. Если масло не используется для охлаждения поршней, то количество теплоты ()м составляет 1,2-4,5% теплоты сгорания израсходованного двигателем топлива, где -коэффициент запаса масла, необходимого на случай перегрузки и форсирования двигателя, нарушения герметичности соединений системы, увеличения зазоров при изнашивании, 1,5 4- 3,5;            - номинальная                эффективная    мощность двигателя, кВт; А Г-перепад температуры масла на выходе из двигателя и на входе в него; для судовых и тепловозных двигателей ДГ= 54- 15°С; для автомобильных и тракторных с водомасляными охладителями АТ= 204-25°С и для тех же двигателей с воздухомасляными охладителями А Т= = 54-8°С; см - теплоемкость масла, принимаемая равной 1,68-2,10кДж).
Ниже приведены удельные количества масла, прокачиваемого через системы [в л/(кВт*ч)].
Двигатели без охлаждения поршней маслом:
карбюраторные и газовые ............ 13,6-52
тихоходные дизели . .................   6,8-18,6
быстроходные форсированные дизели ..... 16,3-65 Дизели с охлаждением поршней маслом ..... 27,2-68,0
Так как масло обладает большой вязкостью, а системы маслопроводов сильно разветвлены и оказывают большое сопротивление, то для прокачивания требуемого количества масла необходимо создание большого избыточного давления, которое для различных двигателей имеет следующие значения (в МПа).
Быстроходные  ...............................0,2-0,5
Быстроходные форсированные  .................0,6-1,5
Тихоходные . . . ............................0,08-0,18
Объем масла в смазочной системе для уменьшения массы двигателя должен быть по возможности малым, но достаточным для заполнения всей системы, смачивания деталей и стенок картера и создания определенного запаса, компенсирующего расход масла между заправками двигателя. Этот расход для двигателей различных типов в зависимости от их износа составляет 0,2-3% расхода топлива.
Ниже приведен удельный объем масла, заливаемого в смазочную систему с мокрым картером, для различных двигателей (в л/кВт).
Автомобильные карбюраторные . . . 0,03-0,15
Тракторные карбюраторные.........0,34-0,48
Быстроходные дизели..............0,07-0,21
Объем циркуляционного бака в системах с сухим картером выбирают таким, чтобы удельный объем масла составлял не более 2,1 л/кВт. Для обеспечения выделения из масла газов и паров бак должен заполняться маслом не более чем на 70-75%.
Вопрос о целесообразном количестве масла, находящегося в контуре циркуляции, и периодичности добавок масла или смены его решается экспериментальными исследованиями. Он решается просто, если установлены допустимые скорости расхода масла и значения параметров качества масла, особенно параметра, ограничивающего возможность дальнейшего использования масла. Рассматривая последний как результат влияния определенного количества вредной примеси х (в кг) в масле, накапливающейся со скоростью Ь (в кг/ч) при скорости расходования смеси (масла с примесями) а (в кг/ч), можно записать уравнение изменения количества примеси в масле за время при условии равномерного мгновенного перемешивания примеси с маслом.
В частном случае, когда количество смеси Осм остается неизменным и равным О! в результате непрерывных добавок масла в контур циркуляции со скоростью а — Ь (в кг/ч), выражение (82) имеет вид.
Из уравнений (82) и (83) следует, что при прочих равных условиях концентрация вредной примеси увеличивается медленнее при непрерывной или более частой добавке свежего масла (рис. 221). Этот процесс можно автоматизировать с помощью автоматических клапанов, разделяющих отсек запасного масла и циркуляционный бак (рис. 222).
Из уравнений (82) и (83) видно также, что качество масла будет ухудшаться тем медленнее, чем больше (рис. 223). Следовательно, казалось бы целесообразнее использовать картеры и циркуляционные баки большой вместимости. Однако, как показали исследования, время достижения одинаковых концентраций примесей пропорционально вместимости смазочной системы, и количества сменяемого масла при достижении предельного критерия оказываются одинаковыми (рис. 223). Так как эксплуатационные расходы для систем малой и большой вместимости отличаются незначительно (только на расходы, связанные с заменой масла), можно считать обоснованной тенденцию к уменьшению объемов картеров и циркуляционных баков. Уравнения (79)-(83) и сделанные выводы остаются справедливыми и для случаев, когда концентрация примеси в масле (например, присадки) снижается. В этом легко убедиться, если в уравнениях (82) и (80) величину Ь взять со знаком минус.
Уравнения (82)-(84) можно использовать не только для расчета вместимости масляного бака смазочной системы, но и для прогнозирования состояния масла, т.е. количества примесей, образующихся или остающихся в масле к определенному моменту времени, а также таких свойств масла, как вязкость, температура вспышки, кислотность.
Для этого указанное свойство, например вязкость масла или температуру вспышки, рассматривают как результат совместного действия накапливаемых в масле различных примесей. Их можно заменить одной условной примесью, пропорционально содержанию которой изменяется рассматриваемое свойство масла. Пусть, например, в момент времени г = 0 кинематическая вязкость масла равна 100%. Тогда в моменты времени ^ и х2 кинематическая вязкость (в %) времени по уравнению (82). По этим значениям у( находим из (87) значения хг, а из (86) и значения вязкости масла. Из сопоставления расчетных и экспериментальных кривых кинематической вязкости и температуры вспышки 7^сп видно, что они не отличаются более чем на 1,50.