Исходные данные для расчёта приведены в таблице № 2

Таблица№2 Исходные данные для расчета

Задача № 3. На рис.№3 показана пневматическая система тормозов автомобиля.

Компрессор 2 накачивает воздух в резервуары-накопители. При достижении определённого избыточного давления Р₀, компрессор отключается. После срабатывания тормозов, давление в резервуарах-накопителях падает и при избыточном давлении Р_к компрессор включается. Кран управления 3 после каждого торможения выпускает воздух из тормозных цилиндров 4 в атмосферу.

Принять:

- диаметр тормозных камер – d_т.к,;

- ход поршней тормозных камер – L_т.к,;

длина резервуаров-накопителей –L_р.н,;

_- h_а – атмосферное давление в мм. рт. ст.;

.- W_р.н - объём резервуаров-накопителей;

- количество резервуаров-накопителей – n_р.н.

.Процесс расширения воздух принимается изотермическим. Объемом пневмомагистралей пренебречь. Значения, указанных параметров, приведены в таблице №3.

Рис№3

Определить:

а) диаметр D резервуаров-накопителей 1 пневматической системы тормозов автомобиля, при котором будет обеспечиваться шесть торможений, за счет сжатого воздуха без включения компрессора;

б) сколько полных торможений без включения компрессора могут обеспечить резервуары-накопители при давлении h_а;

в) какой объем сжатого воздуха необходимо иметь в резервуарах-накопителях. Чтобы обеспечить шесть торможений без включения компрессора при указанном давлении h_а;

г) сколько торможений можно обеспечить при соответствующих значениях объёма резервуаров-накопителей и атмосферного давления h_а;

д) диаметр рабочих тормозных камер для обеспечения шести включений тормозной системы до включения компрессора при достижении давления Р_к.

Исходные данные для расчёта приведены в таблице №3.

Таблица№3 Исходные данные для расчёта

Задача №4. В гидротормозной системе автомобиля (рис.№4) передача усилия F от ножной педали к тормозам колёс производится посредством жидкости, вытесняемой поршнем 1 из главного тормозного цилиндра 2 по гидромагистралям в рабочие тормозные цилиндры передних 3 и задних 4 колёс. На первом этапе торможения за счёт хода поршней рабочих цилиндров выбирается зазор между тормозными колодками и барабанами. На втором этапе торможения происходит сжатие всего объёма жидкости W в системе, выравнивание давления и прижатие колодок к барабанам.

В зависимости от варианта в таблице №4 приведены значения:

F усилие на тормозной педали;

d_ц –диаметры главного и рабочих тормозных цилиндров;

d_1,2,3 – диаметры подводящих магистралей;

L_1,2,3 – длины подводящих магистралей;

W – объём рабочей жидкости в гидравлической системе, до приложения силы на тормозную педаль;

ρ –плотность рабочей жидкости;

К –объёмный модуль упругости жидкости;

h_т.п – ход тормозной педали;

v_{птц ,зтц} – скорости перемещения поршней передних и задних тормозных цилиндров.

Рис. №4

Определить:

а) скорость перемещения поршней колёсных тормозных цилиндров для передних –v_птц и задних -v_зтц колёс,

б) ход педали, необходимый для упругого сжатия тормозной жидкости в системе;

в) усилие , приложенное к тормозной педали, для получения соответствующих скоростей перемещения поршней передних и задних тормозных цилиндров;

г) диаметр – d₁ подводимых гидролиний, идущих к передним колёсам, чтобы обеспечить равенство скоростей поршней передних и задних тормозных цилиндров;

д) диаметр –d₂, подводимой гидролинии, идущей к тройнику гидролиний задних тормозных цилиндров.

Исходные данные для расчёта приведены в таблице №4.

Таблица №4 Исходные данные для расчёта

Задача №5 На рис № 5 показана система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, включающая в себя насос - Н, блок цилиндров, термостат, радиатор - АТ и гидромагистрали.

Рис. №5

В зависимости от варианта определить:

а) напор, создаваемый насосом и абсолютное давление на входе;

б) напор, создаваемый насосом и абсолютное давление на выходе из насоса;

в) давление, создаваемое насосом и абсолютное давление на входе в насос;

г) давление, создаваемое насосом и абсолютное давление на выходе из насоса;

д) напор, создаваемый насосом и абсолютное давление на входе в насос

В таблице №5 приведены значения:

Q – подача насоса;

H_н – напор насоса;

ξ_б, ξ_т ,ξ_р, ξ_гл – коэффициенты сопротивления блока цилиндров, термостата, радиатора и гидролинии от радиатора до насоса;

d – диаметр гидролинии;

Р_{вак р}– давление в верхней части радиатора;

H_{вак.ст р} - статический напор в верхней части радиатора;

Р_{вх н абс} – давление на входе в насос;

Р_{вых н абс} – давление на выходе из насоса;

h –высота верхней части радиатора от оси насоса;

h_а – атмосферное давление;

ρ_ж – плотность рабочей жидкости;

Р_н – давление создаваемое насосом.

Исходные данные для расчёта приведены в таблице №5.

Таблица № 5 Исходные данные для расчёта

Указания: коэффициенты сопротивления отнесены к скорости

в гидролинии диаметром – d.

Задача №6. На рис. №6 показана схема в двух проекциях жидкостного тракта системы охлаждения V-образного двигателя большой мощности. Центробежный насос Н, имеющий один вход и два выхода, нагнетает жидкость в охлаждающие рубашки блоков Б цилиндров по трубам l₁,d₁. Из блоков жидкость движется по трубам l₂, d₂ в радиатор, а из радиатора-снова в насос по трубам l₃,d_3.

ξ_б, ξ_р,ξ_к.- коэффициенты сопротивления соответственно – блока, радиатора и колена. λ – коэффициент Дарси.

Характеристика насоса при n=1500 об/мин.

Рис. №6

В зависимости от варианта задания требуется:

-выразить суммарную потерю напора, как функцию расхода и построить характеристику системы, т.е график ∑h =f(Q);

-определить расход охлаждающей жидкости в системе - Q;

-определить напор, создаваемый насосом H;

- к.п.д насоса – η

- потребляемую мощность - N.

Исходные данные для расчёта приведены в таблице №6.

Таблица №6 Исходные данные для расчёта

· Указания. Коэффициенты сопротивления отнесены к сечению трубы на выходе из соответствующего устройства. Режим сопротивления считать квадратичным. Ζ – количество колен.

Задача № 7.На рис № 7 показана упрощенная схема охлаждения автомобильного двигателя, состоящая из центробежного насоса Н, охлаждающей рубашки блока цилиндров Б, термостата Т, радиатора Р и гидромагистралей. Режим работы системы охлаждения определяется термостатом. При холодном двигателе (температура-Т_х) термостат отключает радиатор и охлаждающая жидкость движется по «малому кругу»-насос-блок цилиндров-термостат-гидромагистраль l₃-насос. При температуре охлаждающей жидкости-Т_н.п (не полностью прогретый двигатель) термостат начинает открываться и часть жидкости движется через радиатор, а при температуре охлаждающей жидкости Т_п (двигатель полностью прогрет) вся охлаждающая жидкость движется по «большому кругу».

Рис. №7

В зависимости от варианта задания расчётно-графическим методом требуется:

- а) построить суммарную характеристику ∑h=f(Q) с учётом режима движения жидкости;

- б) определить расход охлаждающей жидкости в системе для указанных в задании случаев:

- в) напор, создаваемый насосом.

-

- При холодном двигателе охлаждающая жидкость движется по последующему пути: насос-блок-термостат – насос.

- Двигатель не полностью прогрет – насос-блок-термостат-часть охлаждающей жидкости-через радиатор к насосу, часть-сразу к насосу.

- Двигатель полностью прогрет – насос-блок-термостат-радиатор-насос.

Характеристика насоса при частоте вращения n₁=3500об/мин.

-

-

Исходные данные для расчёта приведены в таблице №7.

Таблица №7 Исходные данные для расчета

Примечание:

-варианты а,г –двигатель холодный;

варианты б,д –двигатель не полностью прогрет. Коэффициент сопротивления термостата по лини –термостат-насос принять равным-ξ=1.4, а по линии –термостат радиатор –ξ=0.3;

варианты в,е –двигатель полностью прогрет.

.Задача №8. На рис. №8 показана упрощенная гидравлическая схема смазки коренных подшипников коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания. Подача масла производится насосом- Н по трубе - l₁, d_1. Фильтр - Ф и распределительный канал - К, от которого отходят три отводных канала размером - l₂, d₂ к середине подшипников. Часть подачи насоса по магистрали размерами - l₃, d₃ подаётся в радиатор - АТ, из которого по магистрали такого же размера сливается в картер. Сопротивление фильтра и радиатора принять эквивалентным сопротивлению магистралей длиной -l_ф=вd₁, l_р=сd₃. Диаметр шейки коленчатого вала - d₀, длина подшипника - S, зазор в подшипнике считать концентрическим и равным - δ. Влиянием вращения вала пренебречь. Давление в распределительном канале считать постоянным по длине. Режим течения считать ламинарным. Рабочий объём насоса - W, число оборотов насоса - n, объёмный к.п.д насоса - η₀ при давлении - Р_н=0,6. Давление начала открытия клапана - Р₀, клапан полностью открыт при давлении - Р_к.

Рис. №8

В зависимости от варианта задания расчётно-графическим методом определить:

а,в) –давление насоса и расход масла через подшипники;

б,г) –давление насоса и расход масла через радиатор.

Исходные данные для расчета приведены в таблице №8.

Задача № 9. На рис.№9 показана упрощенная гидравлическая схема смазки коренных подшипников коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания. Подача рабочей жидкости производится насосом по трубе длиной-L и диаметром-d, фильтр, распределительный канал, от которого отходит три подводящих канала длиною-l и диаметром-d₁ к средней части подшипника. Диаметр шейки коленчатого вала-d_0, длина подшипника-S, зазор в подшипнике считать концентричным и равным-δ. Потери напора в фильтре принять равным-h_ф. Сопротивлением распределительного канала пренебречь, считать, что каждому подшипнику подаётся 1/3Q_н.

Рабочий объём насоса-W, число оборотов насоса-n, объёмный к.п.д. насоса-η при давлении-р_н. Кинематическая вязкость рабочей жидкости-ν, плотность-ρ.

Рис. №9

В зависимости от варианта задания расчётно-графическим методом определить:

а) давление, создаваемое насосом

б) расход рабочей жидкости в гидросистеме.

Исходные данные для расчета приведены в таблице №9.

Таблица № 9 Исходные данные для расчета
Исходные данные	Варианты
а	б
W, см3/об	2.5	2.5
n, об/мин
рн, МПа
η,	0.9	0.9
hф, м
L, м
d, мм
lп, м	0.2	0.2
d1, мм
d0,мм
δ ,мм	0.06	0.06
ѕ, мм
ν,Ст	0.36	0.2
ρ, кг/м3

Указания. Течение в трубах и зазорах считать ламинарным

Влияние вращения вала не учитывать.

Задача № 10 Моторное масло относительной плотностью δ и вязкостью ν, подводится к подшипникам коленчатого вала рис.№10 по системе трубок, состоящей из пяти одинаковых участков, каждый из которых длиной l и диаметром d.

В зависимости от варианта задания определить:

а- сколько моторного масла Q_Σ нужно подать к узлу А системы, чтобы каждый подшипник получил её не менее Q_п.;

б – как изменится потребное количество моторного масла Q_Σ, если участки АВ заменить трубой диаметром D;

в – как надо изменить диаметр подводящих к подшипникам трубок, чтобы каждый подшипник получал смазку в равном количестве Q_п.

Рис№10

Исходные данные для расчета приведены в таблице №10.

Таблица №10 Исходные данные для расчета

Исходные данные	Варианты
а	б	в
	0.8	0.8	0.8
ν, сСт
l, мм
d, мм			?
D, мм
Qп, м3/с	8 -6	8 -6
QΣ, м3/с	?	?	-

Указания. Давление на выходе из трубок в подшипники считать одинаковыми, местными потерями и скоростными потерями пренебречь.

Задача №11.На рис. №11 показана упрощенная схема амортизатора (гидротормоза). Поршень гидроцилиндра диаметром - D, нагружен силой - F. Рабочая жидкость, плотностью - ρ, перетекает из нижней полости цилиндра в верхнюю через два отверстия диаметром - d₀. Коэффициент расхода отверстий - μ. Учесть силу трения манжеты поршня с цилиндром, если коэффициент трения - f, ширина манжеты - b.

Рис. №11

В зависимости от варианта задания определить:

а – скорость перемещения поршня - V_п;

б – диаметр отверстия - d₀, чтобы скорость перемещения поршня была не более - V_п,;

в – максимальное усилие, при котором скорость перемещения поршня не превышала допустимой - V_п.

Исходные данные для расчета приведены в таблице №11.

Задача №12.На рис. №12 показана схема пневматического амортизатора шасси с диаметром - D. В начальном положении он заряжен воздухом давлением - Р₀, который занимает часть высоты цилиндра - a ₀.На цилиндр действует постоянная нагрузка - F, внезапно приложенная к амортизатору. Перетекание жидкости происходит через отверстие диаметром - d ₀, имеющим коэффициент расхода - μ. Плотность жидкости (спиртоглицериновая смесь) - ρ.

Рис. №12

В соответствии с вариантом задания определить:

а – величину осадки (а ₀ –а ₁)= h цилиндра;

б – время осадки цилиндра через среднюю скорость истечения;

в – скорость перемещения цилиндра в начальный момент и после осадки цилиндра на 1/2h;

г – допустимую нагрузку - F,при которой величина осадки - h будет не менее - а ₁;

д – начальное давление воздуха - Р₀ в амортизаторе, чтобы время амортизации было не более - t.

Исходные данные для расчета приведены в таблице №12.

Примечание: среднюю скорость определять по трем промежуточным положениям поршня.

Задача №13.На рис. №13 показана схема автомобильного гидроамортизатора двойного. При плавном движении поршня - 1 вниз (ход сжатия), жидкость из под поршня перетекает в пространство над поршнем через отверстия - 2 и 7, а через отверстия - 4 закрытого клапана - 5 в компенсационную кольцевую полость - 6, в верхней части которой воздух сжимается.

При обратном плавном движении поршня -1 вверх (ход отбоя) жидкость перетекает в нижнюю полость через отверстия - 7 и 8. Кроме того, часть жидкости возвращается из компенсационной полости через открывающийся при этом клапан - 5. При резком отбое перетекание жидкости обеспечивается еще открытием клапана – 9 (при резком ходе сжатия, открывается клапан, который на схеме не показан).

Так как пружины клапанов - 3 и 5 являются слабыми, а каналы достаточно велики, то сопротивление этих клапанов пренебрежимо мало. Поэтому основным сопротивлением потоку при ходе сжатия являются калиброванные отверстия - 4 в клапане - 5, а при ходе отбоя – калиброванные отверстия - 7 в клапане - 9.

Рис. №13

В соответствии с вариантом задания определить:

а - скорость перемещения поршня относительно цилиндра при плавном ходе сжатия - V₁;

б – скорость перемещения поршня относительно цилиндра при плавном ходе отбоя - V₂.

Сила, действующая вдоль штока - F , направлена в случае сжатия – вниз, а в случае отбоя – вверх. Диаметры: поршня - D_п , штока - d_шт. Площадь отверстий 7 – S₁; площадь отверстий 4 – S₂. Коэффициенты расхода отверстий принять одинаковыми - μ. Давление воздуха в полости - 6 не учитывать, плотность рабочей жидкости - ρ.

Исходные данные для расчета приведены в таблице №13.

Указание: ввиду малости сопротивлений клапанов - 3 и 5 считать при ходе сжатия давления жидкости по обе стороны поршня одинаковыми, а при ходе отбоя давление под поршнем принять атмосферным. Для обоих случаев записать уравнение равновесия поршня и уравнение истечения.

Задача №14.На рис. №14 показан простейший карбюратор двигателя внутреннего сгорания. Поток воздуха, засасывается в двигатель через диффузор - D_диф., скорость воздуха в этом сечении возрастает, а давление - Р_вак падает. Благодаря этому бензин плотностью - ρ_б из поплавковой камеры через жиклёр - Ж диаметром - d_ж подсасывается и вытекает через распылитель, смешиваясь с потоком воздуха плотностью - ρ_в..Коэффициент сопротивления воздушного канала до сечения 2-2 - ξ, коэффициент расхода жиклёра - μ. Сопротивлением бензотрубки пренебречь.

Рис. №14

В соответствии с вариантом определить:

- расход бензина через жиклер - Ж карбюратора;

- расход воздуха через диффузор;

- массовое соотношение воздуха и бензина.

Исходные данные для расчета приведены в таблице №14.

Таблица №14 Исходные данные для расчета

Задача №15.На рис. №15 показана схема подачи воздуха в карбюратор двигателя внутреннего сгорания. Воздух засасывается двигателем из атмосферы, проходит через воздухоочиститель и затем по трубе диаметром - d₁ и диффузор, диаметр горловины которого - d_ф, подводится к карбюратору. Плотность воздуха - ρ. Принять следующие коэффициенты сопротивления: воздухоочистителя - ξ_в, колена - ξ_к, воздушной заслонки - ξ_з, сопла - ξ_с (отнесены к скорости в горловине диффузора).

Рис. №15

В соответствии с вариантом задания определить:

а) разряжение в горловине диффузора ;

б) расход воздуха - Q_в;

в) как изменится расход воздуха, если коэффициент сопротивления заслонки изменится.

Исходные данные для расчета приведены в таблице №15.

Задача № 16. Воздух плотностью - ρ, всасывается через фильтр - 1 с коэффициентом сопротивления - ξ_ф(отнесен к d₁)_, затем по трубе диаметром - d₁

попадает в диффузор - 2 карбюратора, сопло которого имеет коэффициент сопротивления - ξ_с (отнесен к диаметру d₂). В узком сечении диффузора диаметром - d₂, расположено выходное отверстие распылителя - 3. Благодаря разряжению, возникающему в горловине диффузора, бензин плотностью - ρ_б подсасывается из поплавковой камеры - 4 и через жиклер - 5 с коэффициентом расхода - μ и распылитель попадает в воздушный поток. Свободная поверхность бензина в поплавковой камере находится ниже выходного отверстия жиклера диаметром - d_ж на высоту - h.

Рис.№16

В соответствии с вариантом определить:

а,б) диаметр отверстия жиклера - d_ж;

в) массовый расход бензина - М_б;

г) массовый расход воздуха - М_в .

д) массовые соотношения воздуха и бензина – α.

Исходные данные для расчета приведены в таблице №16.

Таблица №16 Исходные данные для расчета

Указание. Гидравлическим сопротивлением трубки пренебречь. В том случае, если для решения задачи необходимо знать коэффициент избытка воздуха - α, принять:

α = .

где М_в- массовый расход воздуха;

М_б - массовый расход бензина.

Задача №17.Воздух засасывается двигателем из атмосферы, проходит через воздушный фильтр - 1 с коэффициентом сопротивления - ξ₁ и затем по трубе диаметром - d₁ минуя дроссельную заслону - 2 с коэффициентом сопротивления - ξ₂ подается в диффузор - 4 карбюратора, сопло - 3 которого имеет коэффициент сопротивления - ξ₃. В узком сечении 2-2 диффузора - 4 расположено выходное отверстие распылителя - 5.

Бензин засасывается из бака - 12 через сетчатый фильтр - 11 с коэффициентом сопротивления - ξ_ф на высоту - Н по всасывающей гидромагистрали - 10 диаметром - d_т и длиной - l насосом - 9 и по гидромагистрали - 8 подается в поплавковую камеру карбюратора - 7. Все колена (повороты) в гидролиниях одинаковы и имеют коэффициенты сопротивления - ξ_к.

Благодаря разряжению, возникающему в горловине диффузора - 4, бензин подсасывается из поплавковой камеры карбюратора - 7, проходит через жиклер - 6 с коэффициентом расхода - μ и вытекает в воздушный поток через распылитель - 5.

Рис. №17

В соответствии с вариантом задания определить:

а) абсолютное давление бензина - р_б.вх.н. перед входом в насос;

б) диаметр жиклера - d_ж;

в) расход бензина - Q_б и коэффициент избытка воздуха - α;

г) расход воздуха - Q_в и коэффициент избытка воздуха - α;

д) абсолютное давление_. в горловине диффузора - р_г.д..

Исходные данные для расчета приведены в таблице №17.

Указание. Коэффициент избытка воздуха α =G_в/14.8 G_б. Коэффициенты ξ₁ и ξ₂ отнесены к диаметру d₁, ξ₃ – к диаметру d₂, а ξ_к и ξ_ф –к диаметру d_т. Сопротивлением трубки распылителя пренебречь.