2514

На этом участке угол поворота Ф0, где происходит выбор теплового зазора МГР по кривой ¼ волны косинусоиды. Затем рабочий угол 0 поворота кулачка и подъема толкателя разделяется на три угла 0=Ф1+Ф2+Ф3: Ф1 – участок положительных ускорений по кривой – ½ синусоиды, Ф2 – начальный участок отрицательных ускорений по кривой ¼ волны синусоиды и Ф3 – основной участок отрицательных ускорений – часть параболы. При этом соотношение между углами: Ф0:Ф1:Ф2:Ф3 0,24:0,2:0,06:0,5 для суммарного угла Ф0+ 0.Участок А0А кулачка строят по ординатам рис. 17.2, а через 1 угла Ф0 или рас-

Затем на участках Ф1, Ф2, Ф3 через 1 снимают значения графика hтх и откладывают величины AiBi на соответствующих по углу лучах. В полученных точках проводят перпендикуляры к лучам и получают огибающую профиля кулачка Курца. При этом график на рис. 17.2, а желательно масштабировать, увеличив его размеры в десять раз относительно величины хода толкателя hтх или выполнить расче-

ты по формулам (8.29); (8.30); (8.31) [1, с. 319].

При профилировании данного кулачка исходные параметры:

1.Угол действия кулачка 0.

2.Максимальный подъем клапана hr max.

3.Скорость толкателя в конце участка сбега Vr0k = 0,008…0,022 мм/град).

4.Относительная деятельность участков разгона и замедления:

Ф1= (0,33...0,67)(Ф2 +Ф3); Ф2 = (0,1...0,25) Ф3; (17.10)

0 =2 (Ф1+Ф2 +Ф3) рад.

Кулачки Курца работают с плоским толкателем.

Безударные кулачки с профилем «полидайн»

Чтобы исключить влияние упругих колебаний в приводе МГР, закон подъема клапана задают полиномом, а требуемый для его воcпроизведения закон перемещения толкателя hT, учитывающий наличие упругих колебаний привода, получают путем дифференцирования полинома с учетом податливости элементов МГР и после преобразования имеют

101

В уравнение входит угловая частота вращения кулачкового валак. Поэтому такие кулачки используются в двигателе с ограниченным диапазоном изменения режимов работы. В уравнение входят силы,

б

в

Современные ДВС, как правило, оснащаются специальными устройствами регулирования фаз газораспределения и подъема клапанов. Регулирование осуществляется командами от электронного блока управления (бортового компьютера) в зависимости от режимов работы двигателя. Применяют либо гидромеханические, либо электромагнитные механизмы.

102

Лекция 18. Система смазки

Система смазки (СС) состоит (рис. 18.1) из маслоприемника, расположенного в поддоне, где находится 2/3 заливаемого масла. Масло масляным насосом подается либо в масляные фильтры, либо в центрифугу. Очищенное масло поступает на смазку шеек коленчатого вала и подшипников распределительных (кулачковых) валов МГР, а также может смазывать разбрызгиванием цилиндры двигателя, шестерни привода топливного насоса, толкатели и коромысла МГР. Применяемые масла разделяются на минеральные из нефти и синтетические, получаемые органическим синтезом. Минеральные более дешевы, синтетические менее вязки при низких температурах, что обеспечивает запуск и сохраняют вязкость при высоких температурах.

Классификация масел проводится по двум признакам: вязкости и группе качества, которая зависит от совокупности эксплуатационных свойств.

Класс вязкости определяет сезон эксплуатации зима – лето, так по американскому стандарту SAE масло 15W-40 – пригодно для -15 °С зимой и +40 °С летом. По стандарту API масла разделяют следующим образом: S – для бензиновых двигателей и С – для дизелей. Вторая буква обозначает уровень эксплуатационных свойств: SA, SD или CA, CE. В России масла классифицируются по ГОСТ 17479-85. Буква М – моторное масло, а цифра после буквы – вязкость масла при 100 °С. Следующая буква характеризует качество, а индекс 1 – для ДиЗ, 2 – для дизелей (табл. 18.1).

103

Расчет масляной системы

Ориентировочно количество масла Vм составляет (0,04...0,09)Nе для бензиновых двигателей легковых автомобилей; (0,07...0,1)Nе для бензиновых двигателей грузовых автомобилей; (0,11...0,16)Nе для дизелей грузовых автомобилей.

Более точно циркуляционный расход Vм масла зависит от количества отводимой теплоты Qм:

qм = 0,015…0,02 – ДсИЗ; qм = 0,02…0,025 – дизели; qм = 0,04…0,06 –

дизели с охлаждаемыми поршнями, HT – низшая теплотворная способность топлива, кДж/кг; gе – удельный расход топлива на режиме эффективной мощности; Nе – эффективная мощность.

где M – плотность масла, = 900 кг/м3; СМ = 2,094 – теплоемкость масла, кДж/(кг К); TM – температура нагрева масла в двигателе, К, перепад температур между выходом и входом СС t = 10…15 С в ДсИЗ и t = 20…25 С в дизелях.

Этот расход увеличивают в два раза для стабилизации давления в СС, кроме того, для компенсации утечек через зазоры вводят коэффи-

где VР – производительность насоса, м3/с; р – давление масла, у карбюраторного двигателя р = 0,3...0,5 МПа, в дизелях р = 0,3...0,7 МПа,Н = 0,85 – 0,9 механический КПД насоса.

(10…11)Nе 10-6 – дизели с охлаждаемыми поршнями.

Vотк= (1,5…2,0) Vнагн,

где Vнагн – подача нагнетательной секции насоса.

104

Рис. 18.1. Схема системы смазки дизеля Д-35:

1 – насос; 2 – трубка; 3, 7, 9, 10 – канал; 4, 6 – маслопровод; 5 – радиатор; 8, 16 – фильтр; 11, 12 – клапан; 13 –манометр;14 – термометр; 15 – сверление

Маслонасос

В современных двигателях применяют масляные насосы шестеренчатого типа с внешним (рис. 18.2, а) и внутренним зацеплением.

Во втором случае используют как эвольвентное (рис. 18.2, б), так и эпициклоидальное зацепление (рис. 18.2, в).

105

Размеры шестерен, а следовательно, и производительность масляных насосов целесообразно определить исходя из циркуляционного расхода масла через двигатель, необходимого для отвода теплоты Qом, воспринимаемой маслом.

Действительную подачу насоса задают большей величины циркуляционного расхода с целью обеспечения необходимого давления масла в магистрали во всем диапазоне частот вращения и при износе трущихся пар двигателя и насоса, м3/с:

Рис. 18.2. Масляные насосы с внешним (а) и внутренним эвольвентным (б) и эпициклоидальным (в) зацеплением

Размеры шестерен с учетом объемного коэффициента подачи насоса определяют из выражения, м3/с:

где Vт – теоретическая подача насоса, м3/с, необходимая по тепловому расчету;н – объемный коэффициент подачи насоса, равный н = 0,6…0,85;

dw – диаметр начальной окружности ведущей шестерни, мм; h – высота зуба; b – длина зуба, мм;

nн – частота вращения ведущей шестерни, мин-1.

Итак, Vт должно быть равно Vнагн, полученному из теплового расчета по формулам (18.3), (18.4).

Параметры маслонасоса определяют следующим образом [8]. Для современных шестеренчатых насосов с числом зубьев колес

8…14 при окружной скорости 10…20 м/с и при отношении b/m в пределах 6…10 модуль зуба шестерни, мм, равен

где Vд – действительная производительность насоса, м3/с.

106

При принятом боковом зазоре между зубьями, равном 0,08m, площадь канавки (0,08…0,1)m2.

Мощность, кВт, необходимую для привода насоса, находят из выражения:

где Рвых – Рвх = 0,3…0,6 – перепад давлений, МПа;м = 0,85…0,9 – механический КПД насоса.

Рис. 18.5. Полнопоточный фильтр очистки масла:

1 – корпус; 2 – резьбовой штуцер; 3 – замковая крышка; 4 – прокладка клапана; 5 – уплотнитель элемента; 6 – фильтрующий элемент; 7 – колпак; 8 – пружина; 9 – сливная пробка; 10 – храповик

108

Масляные фильтры

Применяют фильтры грубой и тонкой очистки. Для грубой очистки используют фильтры с сетчатыми, пластинчато-щелевыми и ленточно-щелевыми элементами для задержания частиц 50...120 мкм, а для тонкой очистки частиц 50...40 мкм применяют элементы из бумаги, тканей, картона, хлопчатобумажной пряжи (рис. 18.5).

Центрифуга (рис. 18.6)

Применяют центрифуги с внешним гидравлическим реактивным приводом и с внутренним бессопловым и сопловым приводом.

В современных центрифугах подача масла под давлением 0,25...0,6 МПа обеспечивает вращение ротора со скоростью

5000...8000 мин-1.

Рис. 18.6. Центрифуга:

1 – корпус; 2 – колпак; 3 – корпус ротора; 4 – колпак ротора; 5 – шарикоподшипник; 6 – ось ротора; 7 – форсунка; 8 – пластинка; 9 – стопорный палец; 10 - пружина

Из теорем импульса сил можно определить реактивную силу струи

где M – плотность масла, кг/м3;

Vр – расход масла через сопло центрифуги, м3/с;– коэффициент сжатия струи масла; = 0,9...1,1; Fc – площадь отверстия сопла, м2;

109