Phơng pháp bôi trơn các te ớt đợc lựa chọn làm phơng án thiết kế
2.2.3.1. Tính toán bơm dầu nhờn 1. Nhiệm vụ của bơm dầu nhờn
Cung cấp dầu nhờn với áp suất nhất định, tạo điều kiện cho dầu tuần hoàn dễ dàng tới tất cả các chi tiết, các bề mặt cần bôi trơn và làm mát.
2. Cấu tạo bơm.
Dầu cung cấp đến các vị trí bôi trơn cần có áp suất lớn và lu lợng ổn định. Do đó dùng bơm bánh răng để cung cấp dầu nhờn.
Cấu tạo loại bơm này gồm hai bánh răng ăn khớp với nhau. Một bánh răng là chủ động có thể do động cơ trực tiếp lai. Bánh răng thứ hai ăn khớp trong với bánh răng thứ nhất. Khi hai bánh răng này quay ngợc chiều sẽ tạo sự chênh áp rất lớn ở hai vùng trớc và sau bánh răng.
3. Nguyên lý hoạt động
- Khi động cơ hoạt động, trục khuỷu lai trục bánh răng quay dẫn động bánh răng kia quay theo. Khi hai bánh răng quay tại khoang phía trớc tạo đợc chân không, dầu từ cửa khoang đó đợc hút vào khoang rồi đợc gạt vào các rãnh răng của hai bánh răng rồi đa sang khoang thoát bên kia và ra cửa thoát của nó để đi bôi trơn theo chiều quay của nó.
- Các van bố trí trên bơm có nhiệm vụ luôn đảm bảo áp lực trên đờng thoát luôn ở một giá trị giới hạn nhất định. Trờng hợp áp lực trong đờng ống thoát lên cao quá giới hạn cho phép van sẽ mở và dầu từ đờng ống thoát trở về đờng ống hút của khoang trớc rồi lại vào bơm.
4.Tính toán bơm
Việc tính toán bơm dầu nhờn là tính chọn. Do đó thông số cần tính là lu lợng và cột áp của bơm sau đó căn cứ vào đó để chọn cho phù hợp.
a. Cột áp của bơm
Đối với từng loại động cơ thì áp suất dầu bôi trơn khác nhau. Với động cơ điezel trung tốc ngời ta thờng chọn áp suất bơm dầu nhờn là: Pb = 0,2ữ0,4 (MN/m2)
Cột áp của bơm sẽ đợc tính theo công thức sau: H = P / γ (7- 1)
Trong đó:
H - Cột áp của bơm
P - áp suất đẩy của bơm; chọn P = 0,25 (MN/m2)
γ - Trọng lợng riêng của dầu bôi trơn; γ = 9,2.103 (N/m3) Thay các giá trị vào công thức (7- 1) ta đợc: H = 27 (mH2O)
b. Lu lợng của bơm.
Đợc xác định theo lợng nhiệt do động cơ sản sinh ra và đợc dầu nhờn mang đi. Lợng nhiệt đó đợc xác định bằng công thức:
Q = (30 - 60). Ne Trong đó:
Q - Lợng nhiệt do động cơ sản sinh ra
chọn Q = 60.Ne (7-2)
Ne - Công suất có ích của động cơ; Ne = 1760 (KW)
Thay các giá trị trên vào công thức (7-2) ta đợc: Q = 105600 (kJ) = 25344 (kcal) Lu lợng của bơm dầu nhờn xác định theo công thức:
t C d Q k G ∆ = . . . (7-3) Trong đó: G - Lu lợng bơm dầu nhờn k - Hệ số dự trữ của bơm; chọn k = 1,5 Q - Lợng nhiệt do động cơ sản sinh ra
d - Trọng lợng riêng của dầu nhờn; d = 0,92 (kg/lít) C - Tỉ nhiệt của dầu nhờn; C = 0,5 (kcal/kg.oC)
∆t - Hiệu nhiệt độ dầu vào và dầu ra khỏi động cơ; chọn ∆t = 100C Thay các giá trị vào công thức (7-3) đợc kết quả: G = 8264 (lít/h) Vậy cần chọn bơm dầu nhờn có: Cột áp: H = 27 mH2O
Lu lợng: Q = 8500 (lít/h)
2.2.3.2. Tính toán bầu lọc 1.bầu lọc thô
a. kết cấu
Về cơ bản bầu lọc thô của hệ thống bôi trơn cũng giống nh bầu lọc của hệ thống nhiên liệu. Cấu tạo gồm vỏ bầu lọc, lõi lọc có thể bằng các tấm kim loại hoặc lới đồng.
b.Nguyên lý làm việc
Dầu từ két theo đờng ống dẫn vào không gian bên ngoài lõi lọc. Vì dầu lu động dới áp suất nhất định, nên dầu chui qua khe lọc lên khoang phía trên rồi đi tới bơm chuyển để đi bôi trơn. Các tạp chất có kích thớc từ 0,07mm trở lên bị giữ lại bên ngoài lõi lọc. Trên bầu lọc có bố trí các thanh gạt, cứ định kì phải quay tay gạt trên trục lõi lọc quay quanh trục, các tấm kim loại sẽ gạt tạp chất rơi xuống đáy bầu lọc và sau một thời gian nhất định sẽ xả cặn bẩn hoặc vệ sinh bầu lọc.
Nếu lõi lọc bị tắc, áp lực dầu trong bầu lọc tăng lên, van an toàn sẽ tự động mở ra dầu nhờn đi thẳng vào đờng dầu chính đi bôi trơn mà không cần vào bầu lọc để đảm bảo an toàn cho hệ thống và động cơ.
c. Tính toán bầu lọc
Tính toán khả năng lọc của bầu lọc thô dùng lõi lọc lới kim loại chủ yếu là xác định khả năng thông qua của bầu lọc bằng hệ số tiết diện thông qua
+ Hệ số thiết diện thông qua:
%360 360 1 . . 100 s ktp + − = δ ϕ δ (7-4) Trong đó: δ - khe hở lọc; δ = 0,07 mm
s - Chiều dầy của lới lọc; s = 0,13 mm
Thay các giá trị vào công thức (7-4) đợc kết quả: ktp = 30,6% = 0,306 + Tiết diện thông qua của lõi lọc
d b tp v V F . 6 10 . 2 = (7-5)
Vb - Lu lợng của bơm dầu nhờn; Vb = 91,8 (lít/ph)
vd - Tốc độ trung bình của dầu nhờn qua lọc; chọn kiểu lọc lới thì vd = 2 (cm/s) Thay các giá trị vào công thức (7-5) đợc kết quả: Ftp = 765 (cm2) = 0,0765 (m2) + Diện tích lõi lọc F= tp tp k F (7-6) Trong đó:
Ftp - Tiết diện thông qua của lõi lọc; Ftp = 0,0765 (m2) Ktp - Hệ số tiết diện thông qua của lõi lọc; ktp = 0,306 Thay vào công thức (7-6) đợc kết quả: F = 0,25 (m2) + Chiều cao của lõi lọc:
h = d F
.
π (7-7)
Trong đó:
H - Chiều cao lõi lọc
F - Diện tích lõi lọc; F = 0,25 (m2)
d - Đờng kính trung bình của lõi lọc; chọn d = 0,9 (m)
Thay các giá trị vào công thức (7-7) đợc kết quả: h = 0,088 (m)
2. Bầu lọc tinh a. Cấu tạo
Sử dụng bầu lọc ly tâm để lọc dầu nhờn.
Cấu tạo cơ bản của bầu lọc ly tâm gồm vỏ và một rô to quay quanh trục. Rô to quay quanh trục sẽ tạo ra lực ly tâm. Ngoài ra trên thân bầu lọc còn có đờng ống cho dầu vào và dầu ra khỏi bầu lọc.
b. Nguyên tắc hoạt động
Dầu nhờn có áp suất cao đi vào bầu lọc theo khoang rỗng giữa ống vào và trụ quay vào đầy rô to và theo hai ống dẫn phun qua vòi phun ra ngoài. Dới tác dụng của phản lực khi có tia phun rô to quay với tốc độ rất lớn. Khối dầu bên trong quay theo. Dới tác dụng của lực ly tâm, các hạt cặn bẩn bị văng ra phía vỏ rô to. Do đó khối dầu ở sát trục vỏ rô to đợc lọc sạch. Dầu sạch theo lỗ dầu chẩy qua ống dẫn đến đ- ờng dầu chính để đi bôi trơn.
Lợng dầu sau khi phun ra khỏi vòi phun chảy về các te. Các tạp chất tích tụ lại trong bầu lọc tinh bám trên vỏ đế rô to.
c. Tính toán
- Việc tính toán máy phân ly dầu nhờn là tính chọn. Vì vậy chỉ cần tính dung tích của máy phân ly, từ đó sẽ chọn loại máy có dung tích phù hợp với kết quả tính.
Dung tích của máy lọc ly tâm xác định theo công thức:
Q = γ Ne gm. . 36 , 1 (lít/h) (7-8) Trong đó:
Q - Dung tích của máy lọc
gm- Suất tiêu hao dầu nhờn của động cơ; gm = 1,7 (kg/cv.h) Ne - Công suất có ích của động cơ; Ne = 1760 (KW)
γ - Tỉ trọng của dầu nhờn; γ = 0,92 (kg/lít)
Thay các giá trị vào công thức (7-8) đợc kết quả Q = 4422 (lít/h)
2.2.3.3. Tính toán bầu làm mát dầu nhờn 1. Nhiệm vụ
Giữ cho nhiệt độ dầu ở giới hạn nhất định để độ nhớt ít thay đổi, đảm bảo lu thông và bám trên các bề mặt cần bôi trơn
2. Kết cấu
3. Nguyên tắc trao nhiệt
- Dầu làm chất trao nhiệt đi bên ngoài ống và có chiều ngợc với chiều lu động của nớc để tăng tác dụng truyền nhiệt.
4. Tính toán bầu làm mát
a. Nhiệt lợng của động cơ truyền cho dầu nhờn
Qd = Cd.Vd .ρ. (tdr - tdv ) (7-9) Trong đó:
Qd - Nhiệt lợng của động cơ truyền cho dầu nhờn Cd - Tỉ nhiệt của dầu nhờn Cd = 0,5 (kcal/kg.0 C)
ρ - Trọng lợng riêng của dầu nhờn ρ = 0,92 (kg/lit) tdv , tdr - Nhiệt độ dầu vào và ra khỏi động cơ
Đối với động cơ điesel thì ∆t = tdr - tdv = 20 ữ 400C chọn ∆t = 300C
Vd - Lu lợng dầu tuần hoàn trong động cơ; Vd = Vb = 5509 (lit/h) Thay các giá trị vào công thức (7-9) đợc kết quả: Qd = 76024 (kcal/h)
b. Diện tích tản nhiệt của bầu làm mát
( d k)d d d k t t K Q F − = . (7-10) Trong đó:
Fk - Diện tích tản nhiệt của bầu làm mát
Qd - Nhiệt lợng của động cơ truyền cho dầu nhờn; Qd = 76024 (kcal/h)
Kd - Hệ số truyền nhiệt tổng quát giữa dầu nhờn và môi chất làm mát chọn bầu làm mát dùng kiểu ống thẳng và nhẵn thì Kd = 100ữ300 (kcal/m2.h0C)
chọn Kd = 200 (kcal/m2.h0C)
td,tk - Nhiệt độ trung bình của dầu nhờn và của môi chất làm mát; chọn ∆t = td - tk = 300C
Thay các giá trị vào công thức (7-10) đợc kết quả: Fk = 12,6 (m2)
c. Các kích thớc cơ bản của bầu làm mát dầu nhờn
- Chọn số ống là n = 300 ống
- Chiều dài của ống đợc tính theo công thức π . . . 2 n d F l= k Thay số vào ta đợc: l = 1,8 (m)
2.2.3.4. Tính lợng dầu nhờn chứa trong các te
Lợng dầu nhờn chứa trong các te Vct có thể xác định theo công thức kinh nghiệm sau: Vct = (0,2 ữ0,45).Ne
chọn Vct = 0,4.Ne = 704 (lít)