5.2 Визначення основних параметрів впускиих і випускних каналів

Розрахунок проводять окремо для впускних і випускних каналів.

Основними параметрами каналів є: діаметри впускної і випускної горловин, максимальна висота підйому клапана, кути дії кулачків впускного і випускного клапанів.

Визначені графічним способом діаметри горловин перевіряють за значеннями швидкостей газу в прохідному перетині клапана w_КЛ , м/с:

(5.2)

де і – число однойменних клапанів на один циліндр.

Швидкість газу для впускного клапана має бути у діапазоні w_КЛ = 30…80 м/с, для випускного клапана w_КЛ = 50…100 м/с (менші значення відносяться до багатоклапанних головок).

Максимальну висоту підйому клапана h_КЛ.max, мм, визначають за формулою:

(5.3)

Кути дії кулачків φ визначаються за формулами:

- для кулачка впускного клапана, º:

(5.4)

- для кулачка випускного клапана, º:

(5.5)

5.3 Розрахунок параметрів профілю кулачка

Розрахунок проводять окремо для кулачків впускних і випускних клапанів.

В даний час поширення одержали кулачки з опуклою (трирадіусною) поверхнею, що описана кривою з радіусами r₀, r₁, r₂ (рисунок 5.5,а). Працюють такі кулачки зі штовхачами, що мають плоскі чи опуклі голівки. Кулачки, що працюють з роликовими штовхачами, мають поверхні, що описані кривою з радіусами r₀, r₂ і з'єднані між собою прямою (тангенційний кулачок) чи увігнутою поверхнею (рисунок 5.5,б).

Величину максимального підйому штовхача h_{Т. max}, мм, приймають:

• при відсутності важеля чи коромисла h_{Т. max} = h_{КЛ. max};

• при наявності важеля чи коромисла:

(5.6)

де l_Т, l_КЛ – довжина пліч коромисла, що прилягають відповідно до штовхача і клапана, мм (див. рисунок 5.6). Відношення l_Т/l_КЛ обирається із конструктивних міркувань і змінюється в межах 0,5…0,96.

Рисунок 5.5 – Профілі кулачків розподільного вала

Радіуси початкової окружності кулачка r₀ , мм, приймають у діапазоні:

• при безпосередньому приводі клапана від кулачка:

r₀ = (1,5…2,0) · h_Т.max , (5.7)

• при наявності важеля чи коромисла:

r₀ = (1,3…1,8) · h_Т.max , (5.8)

• для двигуна з наддувом:

r₀ = (3…4) · h_Т.max . (5.9)

Значення r₂ , мм, приймають:

• для опуклого профілю кулачка – із технологічних міркувань з умови:

r₂  1,5 мм,

• для тангенційного профілю кулачка – за формулою:

(5.10)

Рисунок 5.6 – Схеми приводів клапанів

Відстань а між центром вала і центром дуги з радіусом r₂, мм:

а = r₀ + h_{Т .max} – r₂. (5.11)

Для тангенційного профілю кулачка величина r₁ = , а для опуклого профілю значення r₁, мм, визначають за формулою:

(5.12)

де ₀ – половина центрального кута, протягом якого клапан залишається відкритим:

₀ = _К / 2. (5.13)

При відсутності гідрокомпенсаторів для забезпечення теплового зазору у клапанному механізмі тильну частину кулачка виконують радіусом r_к, що менше за радіус r₀ на величину _кл:

r_к = r₀ - _кл. (5.14)