4.1.3 Определение основных параметров для выпускного клапана

Угол действия кулачка:

(174)

где – угол начала открытия до НМТ, град ПКВ;

– угол полного закрытия после ВМТ, град ПКВ.

Угол от момента начала подъёма клапана до вершины кулачка для симметричного профиля:

(175)

Угловая скорость вращения кулачка:

(176)

где – номинальная частота вращения коленчатого вала.

Площадь проходного сечения в седле клапана:

(177)

где – средняя скорость поршня;

– площадь поршня;

– количество клапанов на цилиндр;

– скорость газа в проходном сечении клапана.

Площадь проходного сечения горловины:

(178)

Диаметр горловины:

(179)

Диаметр горловины не должен превышать , где– диаметр поршня.

Максимальная высота подъёма клапана при угле фаски клапана :

(180)

4.1.4. Профилирование впускного кулачка

Максимальная высота подъёма толкателя:

(181)

где – отношение плеч коромысла.

Радиус начальной окружности кулачка:

(182)

Радиус затылка кулачка:

(183)

где – тепловой зазор.

Значения перемещения, скорости и ускорения толкателя получаем по формулам 166-173 и записываем в таблицу 4.1.4.

Таблица 4.1.4 – Значения перемещений, скорости и ускорений толкателя

0	6,204	0,000	-218,545
-5	6,147	0,158	-218,545
-10	5,975	0,317	-218,545
-15	5,689	0,475	-218,539
-20	5,287	0,633	-218,449
-25	4,771	0,791	-217,650
-30	4,142	0,948	-213,013
-35	3,401	1,096	-192,858
-40	2,561	1,215	-123,001
-45	1,662	1,244	71,564
-50	0,809	1,060	470,485
-55	0,205	0,559	851,714
-60	0,006	0,054	349,150
-63,245	0	0	0

Далее строим графики перемещения, скорости и ускорения толкателя.

Рисунок 4.1.4.1 – График перемещения толкателя

Рисунок 4.1.4.2 – График скорости толкателя

Рисунок 4.1.4.3 – График ускорения толкателя

4.2. Расчётная схема и силы, действующие в клапанном механизме

Расчёт ведём по источнику [5, с. 149].

Основными силами, действующими в механизме газораспределения, являются:

1. сила давления газов на клапан ;

2. сила инерции движущихся деталей ГРМ ;

3. усилие от клапанных пружин;

4. сила давления кулачка на толкатель ;

5. сила трения;

6. сила веса деталей ГРМ.

Последние две силы из-за их незначительности обычно не учитывают.

В начале движения клапана до момента отрыва его от седла детали ГРМ подвергаются действию всех перечисленных сил. Детали ГРМ рассчитывают после приведения действующих сил к осям клапана или толкателя. При расчёте на прочность пружины масса движущихся частей приводят к оси клапана. При расчёте штанги, толкателя и других деталей – к оси клапана.

Рисунок 4.2 – Схема привода клапанов

Наибольшие силы давления газов действуют в ГРМ со стороны головки выпускного клапана в момент начала его открытия в точке индикаторной диаграммы:

(184)

где – диаметр тарелки выпускного клапана;

- давление в точкеиндикаторной диаграммы;

– остаточное давление газов в цилиндре.

В дальнейшем по мере открытия клапана он нагружается только силами инерции и упругости пружины.

При закрытых впускных клапанах газовые силы, возникающие в результате разности давлений во впускном трубопроводе и цилиндре, стремятся их открыть.

Минимальная сила упругости пружины должна быть достаточной для удержания впускных клапанов в закрытом состоянии.

(185)

где – давление надувочного воздуха;

– площадь горловины впускного клапана.