газораспределения в пределах Го - {1,5 ч- 2,5) Лкл max, а для двигателей с наддувом - до Го = (3 -г 4) Лкл max-

Величину угла фро определяют в соответствии с выбранными фазами газораспределения. Для четырехтактных двигателей

?ро = (?пр+180°+<Рзп)/4,

(349)

где фпр - угол предварения открытия клапана; - угол запаздывания закрытия клапана.

Точки А и А являются точками начала открытия и конца закрытия клапана. Точку В находят по величине максимального подъема толкателя Лттах. Без учета зазоров, при нижнем расположении клапанов Лтах = Лклтах, а при всрхнсм расположснии И наличии рычага

или коромысла Лтах == К,птахК1 кп, ГДС И /кл- ДЛИНЗ ПЛСЧ КОрОМЫС-

лз, прилегзющих соответственно к толкзтелю и клзпзну. Отношение /т кл выбирзется по конструктивным сообрзжениям и изменяется в пределзх 0,50-0,96.

Для построения профиля кулзчкз (рис. 111) по выбрзнным или

ЗЗДЗННЫМ ЗНЗЧеНИЯМ «гтах

И Го зздзются величиной ri (или Гг) и для обеспечения сопряжения дуг определяют знзчение Гг (или rj).

Для тзнгенцизльного профиля кулзчкз ri - оо, а рздиус (мм) при вершине кулачка

cos <р„.

Г, = Го-Лтг---

1 - COS ср

Для выпуклого профиля кулзчкз

+ а2 2л„а coscpp

2(-о-•i -acoscpp)

г, =

ЛрЬ - 0,5ft niax - (•l - •о) (•о + max) COS срд Ь (Г1 Гв) COS <Рро

(350)

(351)

(352)

где а = Го 4- /1т max - Га, мм; 6 = г, - Го - Лт max , мм.

При определении ti знзчение Гг принимзют по технологическим сообрзжениям Гг > 1,5 мм, з при рзсчете Гг принимзют ri = (8ч- 20) X хЛттах- Выбор СЛИШКОМ мзлого знзчения Г1 может привести к получению по формуле (352) отрицзтельного знзчения Гг. В этом случзе необходимо повторить рзсчет, выбрзв большее знзчение ri.

Для обеспечения зззорз в клзпзнном Мехзнизме тыльную чзсть кулзчкз выполняют рздиусом Гк, меньшим рздиусз Гр нз величину зззорз Дх: Гк = Го -As. ВеличинзДя включзет в себя темперзтурный зззор и упругие деформзции мехзнизмз гззорзспределения. Для впускных клзпзнов Дх - {0,25ч- 0,35) мм, з для выпускных - As = = (0,354- 0,50) мм. Сопряжение окружности рздиусом Гк с дугзми рздиусом Г1 или прямыми (Ti = сю) производится по пзрзболе или по дугзм определенных рздиусов.

В ззвисимости от выбрзнного профиля кулзчкз и типз толкзтеля определяют пoдъeм,v скорость и ускорение толкзтеля и клзпзнз. Для выпуклого кулзчкз с плоским толкзтелем:

Ki = {ri - Го) (1 - cos <ppj); Ki = a cos «Рр + r - Го; Ti = {ri - Го) «к sin f pj; йУ2 = 0) sin cpp; /ii = {ri - Го) (ol COS <ppj; = - 0)2 a cos «Рр,

где All, йУт! и /ii - соответственно подъем (м), скорость (м/с), ускорение (м/с) толкзтеля при его движении по дуге рздиусз л, от точки А до точки С; Лт2, йУтг и /тг -соответственно подъем (м), скорость (м/с) и ускорение (м/с) толкзтеля при его движении по дуге рздиусз Гг от точки С до точки В; а = Го -Ь Лттах - /"г. м; сок - угловзя скорость врзщения рзспределительного взлз, рзд/с; фр1 и фрг - текущие знзчения углов при движении толкзтеля соответственно по дугзм ri и гг.

Знзчение углз фр, отсчитывзют от рздиусз О А, з углз фрг - от рздиусз ОВ. Их мзксимзльные знзчения определяют из условия, что в точке С подъем Лт1 = Лтг>

sin cppi max = а sin ?po/(rj- г); (354)

<Pp2 max = <PpO - ?plmax (355)

Для тзнгенцизльного кулзчкз с роликовым толкзтелем:

Рис. 112. Схемы приводов клапанов; а - одноплечий рычаг: 6 - двуплечий рычаг

Лт1 == (го + г) (1 - COS <Pp,)/cos <ppj; Ла = а (cos «Рр + К1 - «i si" Тра] - Фо + &, Ti = (го + г) «к sin <Ppi/cos« cppj;

ат2 = ffija[sin«рр + (a,sinгрр)/(2 V\ - a\s\v?] ]; [ (356)

(r„ + r) (1 4- sin cppi)/(cos <pp0; /тг = - «K« [COS cpp2 + (uj cos 2cpp2 + a\ sin* cpp2)/(l -

-afsinVpn.

где r - радиус ролика, м; Oi = а/(г2 -Ь г).

Максимальное значение угла фратах определяют по уравнению (355), фр1тах - из соотношения

tg <Рр1 max = а sin срро/(Го + г). (357)

ptmax

Рис. 113. Диаграммы подъема, скорости и ускорения толкателя; полное время-сечение клапана

Для кул ачков с симметричным профилем закон изменения Л, и /т при подъеме и опускании остается неизменным.

Подъем, скорость и ускорение клапана для механизма газораспределения с нижним расположением клапанов определяют по уравнениям (353)-(356), так

как Лкл = Лт, ©кл =

и/кл=/т. а для механизма с подвесными клапанами и наличием коромысел или рычагов - по соотношениям (рис. П2, а и б) Лкл =

/кл ~ /т кл/т-

На рис. ИЗ представлены диаграммы Aj, плоского

толкателя при движении по выпуклому кулачку в зависимости от fp. Эти же диаграммы, но в масштабе, измененном

на величину /кл т, являются диаграммами подъема, скорости и ускорения клапана.

§ 63. ПРОФИЛИРОВАНИЕ БЕЗУДАРНЫХ КУЛАЧКОВ

Профилирование применяющихся в настоящее время для быстроходных двигателей так называемых безударных кулачков в отличие от рассмотренных производят в соответствии с заранее вйбранным и рассчитанным законом движения клапана. Закон движения клапана

Рис. 114. Графики ускорений клапана при работе с безударными .кулачками

Рис. 115. Построение профиля безударного кулачка

выбирают с таким расчетом, чтобы при минимально возможных ускорениях получить максимально возможное время-сечение клапана. Обязательным условием получения безударного профиля кулачка является плавное и непрерывное изменение кривой ускорения клапана и толкателя (рис. 114).

В отличие от кулачков, спрофилированных по дугам окружностей (см. § 62), профилирование безударного кулачка начинают с построения диаграммы ускорений клапана. По выбранному закону изменения ускорений определяют законы изменения скорости и перемйцения клапана. Для получения этих законов и построения диаграммы скорости и перемещения клапана и толкателя используют различные графо-аналптические методы, методы графического интегрирования и дифференцирования, а все расчеты, как правило, выполняют на электронно-вычислительных машинах.

Безударные кулачки проектируют примерно в такой последовательности:

1. Устанавливают фазы газораспределения фцр, фдд и фро, максимальную высоту подъема клапана h кл шах И толкателя flj. max-

2. Определяют закон изменения ускорения толкателя, обеспечивающий положительные ускорения, не превышающие 1500-3500, и отрицательные, не превышающие 500-1500 м/с.

3. Вычерчивают начальную окружность (рис. 115) радиусом и окружность тыльной части кулачка радиусом Гк = - Дх, где Дх - зазор между клапаном и толкателем (рекомендации по установлению величин Го, Гк и Дх даны в § 62).

4. Определяют положение точек начала открытия А и конца закрытия А клапана в соответствии с принятым углом Юро [см. формулу (349)].

5. Откладывают углы фко, соответствующие выбору зазора на участках набегания и сбегания (участок сбега - Фо, рад):

Oo = uW(2. ISOcok),

(358)

где ©ток = 0,008-=- 0,022 -скорость толкателя в конце сбега (точки А или А), мм/град.

6. Проводят из центра О через 0,5° (или 1-2° в зависимости от точности построения) радиальные лучи 00, 01, 02 и т. д.).

7. Откладывают на проведенных лучах от окружности радиуса Гк величины подъемов толкателя (с учетом выбора зазора Дх) афи афг..., афи uiibii,... и т. д.

8. Восставляют перпендикуляры к радиальным лучам из точек bi, bz, bi, bii, ... в сторону оси симметрии кулачка.

9. Проводят к восставленным перпендикулярам огибающую, которая и будет искомым профилем безударного кулачка.

В зависимости от требований, предъявляемых к механизму газораспределения, безударные кулачки можно проектировать с учетом или без учета упругости деталей привода клапана. К числу кулачков, проектируемых без учета упругости деталей механизма газораспределения, относится кулачок, спроектированный на основе закона изменения ускорения, приведенного на рис. 116 (кулачок Курца). Графики ускорений этого кулачка состоят из четырех участков: 1) сбега Фо - косинусоида, 2) положительных ускорений Ф, - половина волны синусоиды, 3) первого участка отрицательных ускорений Фг - четверть волны синусоиды, 4) второго участка отрицательных ускорений Ф - отрезок параболы.

Угловую протяженность Ф1, Фг, и Ф3 различных участков ускорения толкателя рекомендуется выбирать из соотношений

Ф, + Ф, + Фз == (1г/180) 9ро; Фг = (0,10 0,25) Ф3;

Фг + Фз = (1,5-3,0)Ф,. (359)

Чем короче участок положительных ускорений, тем больше площадь под кривой подъемов толкателя. При этом положительные ускорения возрастают, а отрицательные - уменьшаются.

Выражение для пути, скорости и ускорения толкателя при безударном кулачке для различных участков профиля кулачка приведены ниже.

Участок сбега кулачка (О < фк = фко < Фо)-

h, мм

Ал/*.

Рис. 116. Диаграмма подъема, скорости и ускорения толкателя; полное время-сечение клапана при работе с безударным кулачком

ho As {I-cos 2ф

к \

co.o=A«ksin?;

>2

(360)

/.o = Asco!(Jcos-,,o. Участок положительных ускорений (О < ср = cpj < Ф1):