Конструирование бензинового двигателя для легкового автомобиля
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?очности должен быть не ниже [Зs]=2,5…4. Это условие выполняется. Прочность обеспечивается.
6.5 Расчет механизма газораспределения
Фазы газораспределения могут быть нанесены на круговую диаграмму, называемую диаграммой газораспределения рисунок 6.7.
Из теплового расчета имеем:
- диаметр цилиндра;
- площадь поршня;
- частота вращения коленчатого вала;
- угловая скорость вращения коленчатого вала;
- средняя скорость поршня;
- скорость смеси в проходном сечении седла при максимальном подъеме впускного клапана;
Рисунок 6.7 - Диаграмма фаз газораспределения 4-хтактного двигателя
угол предварения открытия впускного клапана;
угол запаздывания закрытия впускного клапана;
Основные размеры проходных сечений в горловине и в клапане [1]:
а) площадь проходного сечения клапана при максимальном подъеме:
; (6.236)
б) диаметр горловины клапана:
, (6.237)
где , т.к. камера сгорания клиновидная .
Максимальная высота подъема клапана при угле фаски клапана :
. (6.238)
Основные размеры впускного кулачка.
, принимаем ; .
6.5.1 Профилирование безударного кулачка
Зазор между клапаном и толкателем примем , а затем, определим радиус окружности тыльной части кулачка в соответствии с рисунком 6.8.
Рисунок 6.8 - Схема профилирования безударного кулачка
. (6.239)
Протяженность участка сбега [1]:
, (6.240)
где - скорость толкателя в конце сбега [1].
Протяженность других участков ускорения толкателя находим в соответствии с рисунком 6.11:
Рисунок 6.9 Диаграмма подъёма толкателя
Рисунок 6.10 Диаграмма скорости толкателя
Рисунок 6.11-Диаграмма ускорения толкателя.
Скорость толкателя в конце сбега примем равной 0,01 мм/град., следовательно [1]:
. (6.241)
Площадь под кривой подъема толкателя [1]:
. (6.242)
Средний подъем клапана, по которому производится оценка его пропускной способности [1]:
, (6.242)
где - продолжительность рабочего участка профиля кулачка .
Максимальная сила инерции, действующая на пружину клапана [1]:
, (6.243)
где . (6.244)
Деформация привода, вызванная действием предварительного затяга клапана [1]:
. (6.245)
Необходимая высота сбега на открывающей стороне кулачка [1]:
, принимаем . (6.246)
Длительность участка сбега [1]:
. (6.247)
Коэффициенты закона движения толкателя [1]:
, (6.248)
где - коэффициент, учитывающий форму отрицательной части кривой ускорения.
(6.249)
(6.250)
. (6.251)
Результаты расчета заносим в таблицу 6.9.
Таблица 6.9 Коэффициенты закона движения толкателя
0.3422690.250.0872660.61086650.0038370.3488441.06925
Законы движения толкателей на отдельных участках в соответствии с рисунком 6.9.
Участок сбега () [1]:
; (6.252)
(6.523)
.(6.254)
Результаты расчета заносим в таблицу 6.10.
Таблица 6.10 Коэффициенты закона движения толкателя
0,5729580,445991,1386940,488692
Участок положительных ускорений [1]:
; (6.255)
; (6.256)
; (6.257)
.
Первый участок отрицательных ускорений [1]:
, (6.258)
где - подъем толкателя в конце участка положительных ускорений [1]:
; (6.259)
Тогда:
(6.260)
; (6.261)
; (6.262)
.
Второй участок отрицательных ускорений [1]:
, (6.263)
где - подъем толкателя в конце первого участка отрицательных ускорений [1]:
; (6.264)
; (6.265)
; (6.266)
; (6.267)
.
Проверка правильности расчета коэффициентов осуществляется по следующим равенствам [1]:
; (6.268)
; (6.269)
; (6.270)
; (6.271)
; (6.272)
. (6.273)
Коэффициенты приведены в таблице 6.9.
Таблица 6.11 Таблица коэффициентов
5,048990,696288,364938,94420,032091,401042,918050,373150,227940,139248,26.5.2 Приведение масс деталей механизма ГРМ
Масса механизма, приведенная к оси клапана:
, (6.274)
где масса клапана,
масса тарелки клапана,
масса деталей крепления пружины на клапане,
масса пружины: ;
масса толкателя, .
6.5.3 Расчет клапанной пружины
Пружина должна развивать усилия, превышающие силу инерции деталей механизма газораспределения на предельном скоростном режиме работы двигателя. Пружина изготовлена из стали 50ХФА [7]:
, (6.275)
где . - коэффициент запаса;
- сила инерции механизма, приведенная к клапану.
. (6.276)
Ускорение определяем по выражению [2]:
, (6.277)
где .
Для карбюраторного двигателя [2]:
, (3.278)
где - диаметр горловины выпускного клапана;
- давление в цилиндре во время впуска;
- давление в выпускном трубопроводе.
Распределение усилий между наружной и внутренними пружинами [2]:
Внутренняя пружина:
; (6.279)
. (6.280)
Наружная пружина [2]:
; (6.281)
. (6.282)
Жесткость наружной и внутренней пружин [2]:
; (6.283)
; (6.284)
, (6.285)
где - полная деформация пружин.
- предварительная деформация пружины.
По найденным значениям строится характеристика клапанных пружин (рисунок 6.12).
Рисунок 6.12 - Характеристика клапанной пружины