Návrh olejové nádoby pro mazací systém motoru studentské formule

Abstract

Cílem práce je navrhnout olejovou nádobu pro uskladnění a odvzdušnění oleje pro systém suché vany vozu studentské formuli. Bubliny vzduchu v oleji, který maže součásti motoru, snižují účinnost mazání, a proto musí být z oleje odseparovány. Rešerše problému zahrnuje možné metody separace včetně gravitační a odstředivé a ukazuje příklady běžně dostupných olejových nádob a materiálů, ze kterých jsou vyráběny. Výsledky výpočtů gravitačního odlučování ukazují, že je nutné použít další metodu separace. Z porovnání cyklonového a in-line odlučovače je vybrán cyklonový odlučovač, který je navržen ve třech variantních provedeních. Geometrie prvního provedení, separátoru s hladkou stěnou, je použita pro CFD simulaci laminárního a turbulentního proudění oleje. Výsledky turbulentního proudění jsou východiskem pro inspekci odstředivého odlučování bublin v separátoru. Výsledné hodnoty obou simulací prokazují, že cyklonový separátor s hladkou stěnou je vhodný pro odlučování bublin o průměru vyšším než 0,25 mm. V závěru jsou rozebrány možná řešení pro zvýšení účinnosti separace, jako i možnosti dalšího vývoje a testování separátorů.

The purpose of this thesis is to design oil tank for storage and deaeration of oil for dry sump lubrication system of a Formula Student car. Air bubbles in oil that lubricates parts of engine decrease effectiveness of lubrication, hence must be from oil separated. Research on problem covers possible separation methods including gravitational and centrifugal and also gives examples on commonly manufactured oil tanks and materials they are made from. Calculations of gravitational separation show that another method is necessary to use. Comparison of cyclone separator and in-line separator results in cyclone separator design in three variations. Geometry of the first modification, separator with smooth wall, is used for CFD simulation of laminar and turbulent flow of oil. Results of the turbulent flow simulation are input values for investigation of the centrifugal separation of air bubbles. Results of both calculations prove that designed separator with smooth wall is suitable for separation of air bubbles with diameters higher than 0,25 mm. Conclusion gives suggestions on increase of the separation effectiveness as well as points out possibilities for future development and testing of separators.