= As + Ciift - sin - «Ti= «K(Си - COS fi] ;

(361)

Первый участок отрицательных ускорений (О <: фк= фк2 <: Фг):

2 = + С21?к2 + 22 sin

?к2;

= As + CjjOj;

21 ~Ь 22

/т2 = «к

- С.

- sin

12Фз I

2Ф2 ~2ф1

(362)

Второй участок отрицательных ускорений (О = ?кз "С Фз):

Лз = Й2к + (Фз - <Ркз) - Сз2 (Фз - <Ркз) + Сзз; Лзк = As + С11Ф1 + С2,Ф2 + С22;

©ТЗ = «к [- 4сз1 (Фз - <р + 2сз2 (Фз - <Ркз)]; /,з = а)2[12сзаФз-<Ркз)-2сз2].

(363)

В формулах (360)-(363), на рис. 115, 116 и в дальнейших расчетах приняты следующие обозначения: «к - угловая скорость вращения распределительного вала, рад/с; фк - текущее значение угла поворота кулачка, град; фко, фкь фк2, фкз - текущие значения углов поворота кулачка от начала соответствующего участка профиля кулачка (фк/а = 0°) до конца участка (фк/к = Ф?); в (360)-(363) значения фщ-, не находящиеся под знаком тригонометрических функций, выражены в радианах, а в остальных случаях - в градусах; Фо, Ф, Фг, Фд - угловые интервалы соответствующих участков ускорения толкателя (в формулах угловые интервалы выражены в радианах, а на рисунках- в градусах); Лкл max и Лт max - максимальныс подъемы клапана и толкателя, мм; Л = /1т 4- As - перемещение толкателя с учетом выбора зазора, мм; hg, hi, Лг, - текущие перемещения толкателя на соот-ветствукмцих участках профиля кулачка, мм; «то. «ть ©тг. «тз - скорости толкателя на соответствукмцих участках, мм/с или м/с; (о"тОк скорость толкателя в конце участка сбега, мм/рад; /то, ;"т1. /т2. /тз - ускорения толкателя на соответствукмцих участках, мм/с или м/с; hi„, «тгн, /тг„, фк/а - путь, скорость, ускорсние толкателя и угол поворота кулачка в начале соответствукмцего участка; hiK, cOxiK. IriK, фгак - путь, скорость, ускорсние толкателя и угол поворота кулачка в конце соответствующего участка; Сн, Ci2, С21, 22, 31. 32. 33 - коэффициенты закона движения толкателя, определяемые из равенства перемещений, скоростей и ускорений на границах участков по системе уравнений:

Так как уравнений только шесть, а коэффициентов семь, добавляется еще одна зависимость, характеризующая фо,Глу отрицательной части кривой ускорения:

/т2к хзк = 2. (365)

Для кулачка Курца рекомендуется Z = 5/8. Принимая для сокращения записи обозначения

k,8z{J; 2 =

= Фз;

(366)

(367)

6 " 3 Ki = ki + k + кзФ; = кз + 4ZOj,

получаем окончательную систему уравнений для определения семи коэффициентов закона движения толкателя

Ci2 = (сц - <a"m)iK

С32 - (2Cl£-<Йт0к) С2; 21 = Сз2з; С22 = Cgkl,

С31 = С32 (1 - г)/(бФ); Сзз = Сз22-

По формулам (365) - (367) подсчитывают с точностью до шесто-го-седьмого знака значения всех коэффициентов, а затем по формулам (364) проверяют полученные результаты. Несовпадения величин перемещений и скоростей в точках перехода одного участка в другой не должны превышать 0,0001, а ускорений - 0,001.

После вычисления коэффициентов рассчитывают по формулам (360)-(363) перемещения, скорости и ускорения, а также характерные для кинематики толкателя и профиля кулачка величины.

Максимальная скорость толкателя (мм/с)

Ют max = ©к Фи + Ci/Oi) = ©к (21 + с.,7:/2Ф) = СО Д232- (368)

Максимальное и минимальное ускорение толкателя (мм/с)

/т шах = «212 (ФО (369)

/xmin =-<2сз2. (370)

Минимальный радиус кривизны (мм) вершины профиля кулачка при плоском толкателе

Pmin = Г+}1 - 2Сз2.

(371);

Максимальный радиус кривизны (мм) профиля кулачка при плоском толкателе

Ртах = Гк + As + c„Oi/2 + с, li/Oif - 1 ]. (372)

Значения pmin и ртах используют при определении контактных напряжений между кулачком и толкателем, а по величине ртах ориентировочно определяют форму бокового участка профиля кулачка.

На рис. 116 представлены диаграммы подъема (перемещения), скорости и ускорения плоского толкателя при движении по безударному кулачку в зависимости от угла поворота распределительного вала. Эти же диаграммы, но в масштабе, измененном на величину 4 т. являются диаграммами подъема, скорости и ускорения клапана.

§ 64. ВРЕМЯ-СЕЧЕНИЕ КЛАПАНА

По диаграмме подъема клапана (рис. ИЗ и 116) графически опре-

деляют время-сечение клапана Fyu4t (мм • с) и среднюю площадь

Ркл.ср (мм) его проходного сечения за такт впуска:

Fdt = MtMp Fabcd;

F -ii

кл.ср--

abed >

(373):

(374)

где Mf = Мр/бпр - масштаб времени по оси абсцисс на диаграмме подъема клапана, с/мм;, Мр -:ласштаб угла поворота распредели-• тельного вала, град/мм; Пр - частота вращения распределительного вала, об/мин; Mf= /WirSropCOsa - масштаб площади проходного: сечения клапана по оси ординат, мм/мм; - масштаб подъема; клапана, мм/мм; drop - Диаметр горловины, мм; а - угол фаски j посадочного конуса клапана {Mf= Mf2,72drop при а = 30°, Мр s=j = M2,22drop при а = 45°)Т Раш - площадь под кривой подъема] клапана за такт впуска, мм; laa - продолжительность такта впускаЗ по диаграмме, мм.

Полное время-сечение клапана с момента открытия до его закры-1

FJtMMpF,,,

где /цр и - время открытия и закрытия впускного клапана, с; Рви = МрРаьсвИав - площадь под вбей кривой подъема кла-] пана, мм.

Время-сечение и среднюю площадь проходного сечения выпускного клапана за такт выпуска определяют аналогично по кривой подъема выпускного клапана.

Средняя скорость потока в седле клапана

= п.срп ,

кл.ср

(375)

Для карбюраторных двигателей а,1,„ = 90~ 150 м/с, а для дизелей - (Ов„ = 80 120 м/с.

§ 65. РАСЧЕТ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Из теплового расчета имеем: диаметр цилиндра D = 78 мм, площадь поршня Рц = 47,76 см; частоту вращения при номинальной мощности пк = 5600 об/мин; угловую скорость вращения коленчатого вала 0) = 586 рад/с; среднюю скорость поршня Оп.ср= 14,56 м/с; скорость смеси в проходном сечении седла при максимальном подъеме впускного клапана = 95 м/с; угол предварения открытия впускного клапана фпр = 18°; угол запаздывания закрытия впускного клапана Ф = 60°. Механизм газораспределения верхнеклапанный с верхним расположением распределительного вала.

Расчет проведен для двух типов кулачков: выпуклого, профиль которого образован дугами окружностей и беаударного -(кулачок Курца), имеющего симметричный профиль.

1. Основные размеры проходных сечений в горловинеивклапане:

площадь проходного сечения клапана при максимальном подъеме

Ркл = п.ср Р„/«вп = 14,56 • 47,76/95 = 7,32 см; диаметр горловины клапана

drop = VProp /тг = 1/ 4 • 8,20/3,14 = 3,23 см,

где Prop = 1.12Ркл = 1,12- 7,32 = 8,20 см

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

максимальная высота подъема клапана при угле фаски клапана а = 45°.

йклтах = V4,93d?op + 4,44Ркл / 2,22 -dp =

= 4,93 • 32,5+4,44 • 732 /2,22 - 32,5 = 8,92 мм.

2. Основные размеры впус<ного кулачка: радиус начальной окружности

Го = (1.3-f-2,0) йкл max = (1,3-i-2,0) • 8,92 = (11,617,8) мм; принимаем Го = 15 мм;

максимальный подъем толкателя

Лтшах = hllU = 8,92 . 33,5/52,6 = 5,68 мм,

где /т - 33,5 мм н /кл = 52,6 мм - расстояния от опоры (см. рис. 112, а) до кулачка и клапана (в данном механизме роль толкателя выполняет качающийся рычаг, находящийся в непосредственном контакте с кулачком), принятые по конструктивным соображениям,

3. Профилирование выпуклого кулачка с плоским толкателем. Радиус дуг выпуклого профиля кулачка Гг > 1,5 мм, принимаем ~ 8,5 мм, тогда

+ /о ~ 1 ~ "а cos

ро

2 (о--2 -ocoscpp)

12,18+152 -8,53 - 2- 12,18. 15cos64°30 2(15 -8,5-I2,l8cos64°30)

=s 57,2 мм.

где а = го + /ixmax - га = 15 + 5,68- 8,5 = 12,18 мм; = (?„„ + + 180° + <рз„)/4 = (18 + 180 + 60)/4 = 64°30.

Максимальный угол при подъеме толкателя по дуге радиусом г,

„ ""У I2,18sin64°30 „ , „„по/

Sm pi шах = - = ---- = 0,226, р1 max = 1303.

- - 0,0

Максимальный угол при подъеме толкателя по дуге радиусом

?р2 max = ?ро - ?р1 max = 64°30 - I 3°03 = 51 °27.

Подъем толкателя по углу поворота распределительного вала Ki = (•i - го) (1 - cos ?р J = (57,2 15) (1 - cos (Ppi) =

= 42,7(1 -cos pi) мм; fta = acos<ppa -(- га -го = 12,18cos<pp2 + 8,5-15 == = (12,18coscppa -6,5) MM. Скорость и ускорение толкателя

twii = (Г1 - го) sin <ppi = (57,2 - 15) 10-3. 293 sin <Ppi = 12,36sin<ppi м/с; ша = coKflsin cppa = 293 • 12,18 • IQ-sin pa = 3,57 sin (ppa м/с; /ti = (•i - •o) К cos ?pi = (57,2 15) 10- . 293* cos <Ppi = = 3623 cos (ppi M/c;

Ут2 = -«k«cos<Ppa = -293. 12,18. lOcoscppa = - 1046 cos <ppa м/с*,

где СОк = 0,5© = 0,5 • 586 = 293 рад/с - угловая скорость вращения распределительного вала.

1§

s к чэ

о о о - * t-о * 00-•-Ю CD(

ООО о о

оо о о о о о - - - <М IN<N <N <N

3<N - ID § ЭТ СГ5 to <N - СЯ

-+++

oS ?-?-<Nf~lNcD cD(Nt-0 <N f~

-. <N<N<N--lO

- OTOO 0> CO f-

.=»4o

CO TOO OOtD ЮО OO о CO

Nin 05 O) CO * O) * O) * CO C0O>

3 с4 о о ООО * S * o> сэ Ю ООО

""-"Я .J""<N * TfiO 1ЯЮ * * со <N -

> ю о

rvi Tt- QOOQOOOCD CD о о ооо

t~c£> Ю(М(М01МСО COMOCD

oooLO 00 Tj* о Th t.- t.-ThOCD Tj* oo

o--" §5-..Si2>co- о-со1Яю cqt~

o*o* о o"o ооо oooo oo

00 * CN Ю CD

CNlOOOO CN о

о* о" о

00 со срс

сое о • > о.<

о* о"

о й оз д Vi-* ей 00 <А * Tl* со ооо о 1Л со ю Tj* 01 Th юо

ot-olo-i - CN - -оо

00)ЮООО>ЮОЮ -гЮодкюг-::!-::

С0О>

CD СООО Ю CN со

§о8о odd

спел dd

oooooo oooo oo

да S S

Tl<t~C

OOOOOOOOTO *CO(N- -<NCOi„

о 1Л о

юЙо S PPPo°P°°g P S HS§

§£J Ъ , о - i CNOO

-CNCN(»