Практическая работа №12 расчет элементов газораспределения карбюраторного двигателя.

Цель: Выполнение проектировочных конструкционных работ элементов механизма газораспределения.

Из теплового расчета имеем:

диаметр цилиндра D = 78 мм, площадь поршня F_п=47,76 см²; частоту вращения при номинальной мощности n_N=5600 мин ^-1; угловую частоту вращения коленчатого вала ω=586 рад/с; среднюю скорость поршня v_п.ср=14,56 м/с; ско­рость смеси в проходном сечении седла при максимальном подъеме впускного клапана ω_вп=95 м/с; угол предварения открытия впуск­ного клапана φ_пр= 18°; угол запаздывания закрытия впускного кла­пана φ_зп=60°. Механизм газораспределения верхнеклапанный с верхним расположением распределительного вала.

Расчет проведен для выпуклого кулачка с симметричным профи­лем, образованным дугами окружностей.

Порядок расчета основных размеров проходных сечений в горловине и в клапане.

1. Площадь проходного сечения клапана при максимальном подъеме:

F_кл = v_п.срF_п / ω_вп=14,56·47,76/95=7,32 см²;

2. Диаметр горловины клапана

d_тоp= = =3,23,

где: F_топ=1,12F_кл=1,12·7,32=8,20 см².

Из условия возможного размещения клапанов в головке при верхнем их расположении (камера сгорания клиновидная или плоскоовальная) диаметр горловины может достигать d_тоp=0,45D =0,45·78=35 мм. Принимаем d_тоp=32,5 мм;

3. Максимальная высота подъема клапана при угле фаски клапана α=45°

h_кл.max= /2,22– d_тоp= /2,22–32,5=8,92

мм.

102

Основные размеры впускного кулачка.

4. Радиус начальной окружности

r₀=(1,3 – 2,0)h_кл.max=(1,3 – 2,0)·8,92=(11,6 – 17,8) мм.

принимаем r₀=15 мм;

5. Максимальный подъем толкателя

h_т.max=h_кл.max l_т/l_кл=8,92·33,5/52,6=5,68 мм,

где: l_т=33,5 мм и l_кл=52,6 мм — расстояния от опоры (см. рис. 1, а) до кулачка и клапана (в данном механизме роль толкателя выполняет качающийся рычаг, находящийся в непосредственном контакте с кулачком), принятые по конструктивным соображениям.

Рис. 1. Схемы приводов клапанов:

а - одноплечий рычаг; б - двуплечий рычаг.

103

ПРОФИЛИРОВАНИЕ ВЫПУКЛОГО КУЛАЧКА С ПЛОСКИМ ТОЛКАТЕЛЕМ.

6. Радиус дуг.

Радиус дуг выпуклого профиля кулачка r₂ ≥1,5 мм, принимаем r₂=8,5 мм, тогда

r₁= = =57,2

мм,

где: а = r₀+h_т.max– r₂=15+5,68-8,5=12,18 мм,

φ_р0=( φ_пр+180°+ φ_зп)/4=(18+180+60)/4=64°30'.

7. Максимальный угол при подъеме толкателя по дуге радиусом r₁

Sinφ_p1max= = =0,226, φ_p1max=13°03'.

8. Максимальный угол при подъеме толкателя по дуге радиусом r₂

φ_p2max= φ_p0 – φ_p1max=64°30' –13°03'=51°27'.

9. Подъем толкателя по углу поворота распределительного вала

h_т1=(r₁– r₀)(1– cosφ_p1)=(57,2– 15)(1– cosφ_p1)=42,7(1– cosφ_p1) мм;

h_т2= acosφ_p2+ r₂– r₀=12,18 cosφ_p2+8,5–15=(12,18 cosφ_p2–6,5) мм.

10. Скорость и ускорение толкателя

ω_т1 =(r₁– r₀)ω_к sinφ_p1=(57,2 – 15)·10 ^-3·293 sinφ_p1=12,36 sinφ_p1 м/с;

ω_т2 =ω_кasinφ_p2=293·12,18·10 ^-3 sinφ_p2=3,57sinφ_p2 м/с;

j_т1=(r₁– r₀)ω²_к cosφ_p1=(57,2 – 15)·10 ^-3·293² cosφ_p1=3623 cosφ_p1 м/с²;

j_т2= –ω²_кacosφ_p2= –293²·12,18·10 ^-3 cosφ_p2= –1046 cosφ_p2 м/с²,

где: ω_к=0,5ω=0,5·586=293 рад/с — угловая скорость вращения распределительного вала.

Значения h_т, ω_т и j_т подсчитанные по приведенным формулам, в зависимости от угла поворота распределительного (и коленчатого) вала приведены в табл. 1

104

По данным табл. 1 на рис. 2 представлены диаграммы подъема, скорости и ускорения толкателя.

Таблица.1.