2. Аэродинамический расчет

Рассчитаем аэродинамическое сопротивление для воздушной системы. Возьмем для расчета расход воздуха при высоких (n2=5000, ) частотах вращения коленчатого вала. У нас имеются корпус озонатора с внутренними размерами 80х80мм и труба диаметром 70мм. Рассчитаем скорость потока для двух участков по формуле:

(14)

где – расход воздуха

– площадь поперечного сечения, вычисляется по формуле (15)

, (15)

Найдем скорость потока для трубы

Найдем скорость потока для корпуса 80х80мм

Для воздуховодов прямоугольного сечения за расчетную величину d принимают эквивалентный диаметр dэ, мм, при котором потери давления в круглом воздуховоде при той же скорости будут равны потерям давления в прямоугольном воздуховоде:

(16)

Найдем значения числа Рейнольдса по формуле:

, (17)

где - кинематическая вязкость воздуха.

– турбулентное течение

– турбулентное течение

Зная число можем найти коэффициент аэродинамического трения по формуле:

, (18)

где - абсолютная эквивалентная шероховатость поверхности воздуховода (Полипропилен ГОСТ 26996-86) .

Теперь найдем потери напора в воздухопроводе.

1. Потери по длине

, (19)

где - ускорение свободного падения,

- длина участка, в нашем случае ,

2. Потери в диффузоре

, (20)

где – угол расширения диффузора

- степень расширения

- скорость потока на входе

- коэффициент смягчения, при ,

где – площадь сечения трубопровода на входе в диффузор,

– площадь сечения трубопровода на выходе из диффузора,

У нас , ,

, (21)

,

3. Потери в конфузоре .

, (22)

где – угол сужения конфузора

- степень сужения

- скорость потока на выходе

, (23)

5. Суммарные потери прибора

Потери давления в приборе равны:

, (19)

где – плотность воздуха.

Потери давления в приборе равны .

И так при прохождении через прибор воздуха потери напора составят 123,3 Па, т.е. при прохождении воздуха, прибор не оказывает влияния для полноценного функционирования системы.

6. Технологическая часть

Изобретение предназначено для использования на двигателе внутреннего сгорания ВАЗ 2123 14 с целью; экономии топлива и улучшения экологических показателей. Суть заключается в том, что воздух проходит через озонатор и обрабатывается под воздействием энергетических пучков (электронов). В результате обработки молекулы кислорода диссоциируется, после чего атомы кислорода вновь объединяются в молекулы, на этот раз, образуя трехатомную молекулу озона, что позволяет лучше перемешиваться с бензином, образуя равномерную топливно-воздушную смесь.

Техническое изобретение состоит из следующих элементов:

1. Коронирующая рамка-решетка с иглами.

2. Осадительная рамка-решетка.

3. Корпус с крышкой

4. Блок питания (не разрабатывается в данном дипломном проекте)

Коронирующая (Осадительная) рамка представляет с собой квадратную полипропиленовую рамку (рис. 6), с габаритными размерами 90х5х90 мм. Производиться путем литья пластмассы под давлением. В верхней и нижней части по длине проделывается по 15 отверстий интервалом 5 мм с диаметром и с одним пазом сверху 10х1,5х1,5мм.

Коронирующая решетка с иглами представляет с собой решётку состоящей из четырнадцати обычных проволок с иголками на одну рамку (рис. 7 а)) и одной загнутой проволоки (рис. 7 б)). Обычные проволоки изготавливаются из медной проволоки с длиной 90 мм и диаметром . После изготовления, проволоки вставляют в соответствующие отверстия рамки, к которым припаивают иголки длиной 4,5 мм в количестве 15 штук на одну проволоку с интервалом 5 мм. Загнутая проволока изготавливается из медной проволоки 100 мм и диаметром конец, которого изгибается на 90°, отступая от начала проволоки на 10 мм, после изготовления проволока вставляются в соответствующее отверстие рамки и припаивают иголки как в случаи с обычными проволоками. После выполнения всех выше указанных действий необходимо пропаять токопроводящий провод, соединяющий все проволоки в решетке.

Рис. 6. Коронирующая (Осадительная) рамка-решетка.

Рис. 7. Коронирующая проволока а) обычная; б) загнутая.

Осадительная решетка представляет с собой решётку состоящей из четырнадцати обычных проволок на одну рамку (рис. 8 а) и одной загнутой проволоки (рис. 8 б). Обычные проволоки изготавливаются из медной проволоки с длиной 90 мм и диаметром Загнутая проволока изготавливается из медной проволоки 100 мм и диаметром конец, которого изгибается на 90°, отступая от начала проволоки на 10 мм. Процесс сборки решетки аналогичен, как в случаи с коронирующей решеткой. Таким образом, мы имеем готовые рамки - решетки (рис.9.)

Рис. 8. Осадительная проволока а) обычная; б) загнутая.

Рис. 9. Коронирующая и Осадительная рамка – решетка.

Рис. 9. Корпус озонатора.

Корпус изготавливается из полипропилена методом литья пластмассы под давлением рис 10. Представляет с собой ящик 165х100х100 с пазами для коронирующих и осидительных рамок, с резьбовыми отверстиями бля крышки (М2х10-10,9 ГОСТ Р. ИСО 14579-2009) и с патрубками 30х70х2 для воздуховода двигателя. Высота боковых стенок по ширине составляют 95 мм, таким образом, обеспечивается центровка отверстий в крышке и в корпусе озонатора.

Рис. 10. а) крышка озонатора с контактной головкой б) контактная головка.

Крышка озонатора (рис. 11 а) представляет с собой прямоугольник с габаритными размерами 165х90х5 с четырьмя отверстиями диаметром под крепежные винты и с двумя отверстиями диаметром под контактные головки. В нижней части с двух сторон имеется паз 155х2х2 для токопровода. Крышка изготавливается из полипропилена методом литья пластмассы под давлением. Контактная головка (рис. 11 б) представляет с собой заточенную заготовку под клейму высоковольтного кабеля. Изготавливается из сплава алюминия путем вытачивания из призматической заготовки 10х10х20 мм.

Последовательность технологической сборки прибора представлена в табл. 5.

№ опер.	Наименование операции	Эскиз	Технологич. Оборудован.	Инструмент
I 1 2	Сборка коронирующей рамки-решетки Вставить проволоки в соответствующие отверстия и склеить с рамкой Припаять токопроводящий провод с иглами		Паяльник для пайки	-
II	Сборка осадительной рамки-решетки		Паяльник для пайки	-
1	Вставить проволоки в соответствующие отверстия и склеить с рамкой
2	Припаять токопроводящий провод
III	Установка в корпус		-	-

Продолжение табл. 5

№ опер.	Наименование операции	Эскиз	Технологич. оборудован.	Инструмент
IIV	Положение токопровода		Паяльник для пайки	-
1	Припаять концы коронирующих рамок-решеток токопроводом
2	Припаять концы осадительных рамок-решеток токопроводом
V	Установка крышки		-	Плоская отвертка
1	Поставить крышку
2	Завинтить крепежные винты