 |
|
Вихідні дані до розрахунку
Розрахунок газорозподільного механізму потрібно проводити з урахуванням особливостей ГРМ двигуна-прототипа. Але при цьому бажано (у деяких випадках – необхідно) удосконалювати механізм по відношенню до прототипа відповідно до тенденцій розвитку ГРМ.
Вихідними даними до розрахунку є:
- діаметр циліндра D, мм;
- значення тисків наприкінці впуску ра і залишкових газів рr;
- середня швидкість поршня VП.СЕР., м/с;
- частота обертання розподільного вала nРВ, хв-1, nРВ = nN/2;
- кутова швидкість кулачка (розподільного вала) wК, рад/с:
(5.1)
Для початку розрахунку необхідно визначитися з конструктивною схемою механізму, матеріалами деталей тощо. Для цього потрібно представити у пояснювальній записці наступне:
- компонувальну схему ГРМ з вказанням його типу і кількості впускних і випускних клапанів відповідно до зразків, що зображені на рисунку 5.1, або подібних до них;
- схему приводу ГРМ відповідно до зразків, що зображені на рисунку 5.2, або подібних до них;
- схему розташування клапанів у камері згоряння відповідно до зразків, що зображені на рисунку 5.3, або подібних до них. Схеми викреслюються у масштабі 1:1 з метою визначення діаметрів горловин dГ впускних і випускних клапанів. При цьому діаметри горловин обираються максимальними виходячи з можливості їх розташування на поверхні камери. Діаметри горловин впускних клапанів рекомендується приймати на 10…20% більше за діаметр випускних (при їх рівній кількості). Прийняті розміри перед виконанням наступного пункту перевіряються і уточнюються за формулою (5.2). Також на схемі має бути позначено розташування свічі (-ей) та/або форсунки;
- таблицю з конструктивними параметрами та матеріалом, з якого вони виготовлені, деталей ГРМ відповідно до таблиці 5.1 (графічне пояснення зображене на рисунку 5.4). Параметри, формули розрахунку яких не наведені у таблиці 5.1, визначаються під час подальшого розрахунку і тоді заносяться до таблиці;
- діаграму фаз газорозподілу. Кути випередження відкриття і запізнювання закриття впускного і випускного клапанів, як правило, приймаються у тепловому розрахунку під час побудови індикаторної діаграми;
- принцип регулювання теплового зазору.
а) б)
в) г)
Рисунок 5.1 – Конструктивні схеми ГРМ:
а – OHV (OverHead Valves); б, в – OHC (OverHead Camshaft);
г – DOHC (Duаl OverHead Camshafts)
Рисунок 5.2 – Схеми приводу ГРМ:
а,б–ланцюгом; в –ременем; г –шестернею
Рисунок 5.3 – Варіанти компонування клапанів у камері згоряння
Таблиця 5.1 – Величини конструктивних параметрів ГРМ
| Деталь, елемент ГРМ | Матеріал | Конструктивний параметр | Величина |
| Головка циліндра | - | Горловина впускного клапана | dГ. ВП = |
| - | Горловина випускного клапана | dГ. ВИП = | |
| Клапан впускний | Висота клапана | l = (2,5…3,5)·dГ.ВП | |
| Діаметр стрижня | dс = (0,18…0,23)·dГ.ВП | ||
| Діаметр голівки | dТ = (1,06…1,16)·dГ.ВП | ||
| Висота голівки | а = (0,08…0,12)·dГ.ВП | ||
| Довжина конічного паска | b = (0,05…0,12)·dГ.ВП | ||
| Висота циліндричного паска | δ = 1,5…2,0 мм | ||
| Радіус переходу стрижня у голівку | r0 = (0,25…0,35)·dГ.ВП | ||
| Кут нахилу паска | aф= 30°; 45° | ||
| Клапан випускний | Висота клапана | l = (2,5…3,5)·dГ.ВИП | |
| Діаметр стрижня | dс = (0,22…0,30)·dГ.ВИП | ||
| Діаметр голівки | dТ = (1,06…1,16)·dГ.ВИП | ||
| Висота голівки | а = (0,08…0,12)·dГ.ВИП | ||
| Довжина конічного паска | b = (0,05…0,12)·dГ.ВИП | ||
| Висота циліндричного паска | δ = 1,5…2,0 мм | ||
| Радіус переходу стрижня у голівку | r0 = (0,25…0,35)·dГ.ВИП | ||
| Кут нахилу паска | aф= 45° | ||
| Сухарики | Висота | е≈ dс | |
| Напрямна втулка впускного клапана | Довжина | lвт= (1,75…2,5)·dГ.ВП | |
| Зовнішній діаметр | dвт = dс +(5…8) мм | ||
| Напрямна втулка випускного клапана | Довжина | lвт= (1,75…2,5)·dГ.ВИП | |
| Зовнішній діаметр | dвт = dс +(5…8) мм | ||
| Сідло впускного клапана | Висота | с = (0,16…0,25)·dГ.ВП | |
| Ширина | hc = (0,08…0,15)·dГ.ВП | ||
| Сідло випускного клапана | Висота | с = (0,16…0,25)·dГ.ВИП | |
| Ширина | hc = (0,08…0,15)·dГ.ВИП |
Продовження таблиці 5.1
| Деталь, елемент ГРМ | Матеріал | Конструктивний параметр | Величина |
| Пружина клапана (при наявності двох пружин – окремо для зовнішньої і внутрішньої) | Середній діаметр | DПР = | |
| Діаметр проволоки | d = | ||
| Число робочих витків | іР = | ||
| Довжина у вільному стані | LПР = | ||
| Коромисло впускного клапана (при наявності) | Тип | (одноплече/двоплече) | |
| Плече штовхача | lТ = | ||
| Плече клапана | lКЛ = | ||
| Відношення плечей | lТ/lКЛ = | ||
| Коромисло випускного клапана (при наявності) | Тип | (одноплече/двоплече) | |
| Плече штовхача | lТ = | ||
| Плече клапана | lКЛ = | ||
| Відношення плечей | lТ/lКЛ = | ||
| Кулачок впускного клапана | (матеріал розподільного вала) | Тип | |
| Кут дії | φ = | ||
| Радіус початкової окружності r0 | r0 = | ||
| Радіус r1 | r1 = | ||
| Радіус r2 | r2 = | ||
| Величина a | a = | ||
| Кулачок випускного клапана | (матеріал розподільного вала) | Тип | |
| Кут дії | φ = | ||
| Радіуси початкової окружності r0 | r0 = | ||
| Радіус r1 | r1 = | ||
| Радіус r2 | r2 = | ||
| Величина a | a = | ||
| Тепловий зазор впускного клапана | - | Δкл = 0,25…0,35 мм або Δкл = 0 при наявності гідрокомпенсаторів | |
| Тепловий зазор випускного клапана | - | Δкл = 0,35…0,5 мм або Δкл = 0 при наявності гідрокомпенсаторів |
Рисунок 5.4 – Основні конструктивні параметри клапанного вузла