Проектирование автомобильного дизеля (стр. 6 из 8)
Расчёт и построение диаграммы время – сечение клапана необходимо, во – первых, для оценки правильности выбора конструктивных параметров клапанов и фаз газораспределения по средним условным скоростям потока газа в проходном сечении клапана и, во – вторых, для определения эффективного проходного сечения клапана в зависимости от угла поворота коленчатого вала, что в свою очередь, необходимо для выполнения уточненного расчёта процессов газообмена двигателя.
По характеру зависимости площади проходного сечения клапанов от величины подъема клапана все перемещение клапана делится на три участка.
Первый участок характеризуется тем, что перпендикуляр из точки А фаски клапана опускается на поверхность конуса седла, что соответствует условию:
Проходное сечение здесь имеет форму боковой поверхности усеченного конуса с образующей, равной длине отрезка АС, величину которого определяют соотношением:
а проходное сечение по – формуле:
Второй участок характеризуется тем, что перпендикуляр из точки А проходит мимо конуса седла, что соответствует условию:
Подъем клапана, соответствующий моменту перехода толкателя с первого участка на второй участок:
Проходным сечением клапана на втором участке считают боковую поверхность усеченного конуса с образующей АВ площадь которого определяют соотношением:
Третий участок начинается с момента, когда проходное сечение клапана достигает величины, равной сечению горловины канала с учетом его загромождения стеблем клапана.
Подъем клапана , соответствующий моменту перехода толкателя от второго к третьему участку, получают из условия f2=f3 и вычисляем по формуле:
Результаты вычислений для впускного и выпускного клапанов представлены в таблице и По результатам расчёта построены диаграммы время – сечение клапанов, представленные на рисунках и
Таблица Эффективная площадь проходного сечения впускного клапана.
| k, гр | f, мм2 |
| 700 | 0,000 |
| 710 | 15,401 |
| 0 | 61,883 |
| 10 | 129,620 |
| 20 | 193,989 |
| 30 | 253,224 |
| 40 | 306,593 |
| 50 | 353,423 |
| 60 | 393,112 |
| 70 | 425,145 |
| 80 | 449,099 |
| 90 | 464,658 |
| 100 | 471,613 |
| 103 | 472,005 |
| 103 | 472,005 |
| 113 | 467,654 |
| 123 | 454,660 |
| 133 | 433,196 |
| 143 | 403,547 |
| 153 | 366,105 |
| 163 | 321,358 |
| 173 | 269,882 |
| 183 | 212,332 |
| 193 | 149,424 |
| 202 | 77,290 |
| 212 | 23,451 |
| 226 | 0,426 |
Таблица Эффективная площадь проходного сечения выпускного клапана
| k, гр | f, мм2 |
| 474 | 0,000 |
| 484 | 11,995 |
| 494 | 48,205 |
| 500 | 80,524 |
| 510 | 134,291 |
| 520 | 184,936 |
| 530 | 231,859 |
| 540 | 274,495 |
| 550 | 312,316 |
| 560 | 344,847 |
| 570 | 371,674 |
| 580 | 392,450 |
| 590 | 406,904 |
| 600 | 414,848 |
| 607 | 416,475 |
| 607 | 416,475 |
| 617 | 413,156 |
| 627 | 403,245 |
| 637 | 386,870 |
| 647 | 364,247 |
| 657 | 335,669 |
| 667 | 301,504 |
| 677 | 262,187 |
| 687 | 218,207 |
| 697 | 170,106 |
| 707 | 118,461 |
| 717 | 63,877 |
| 720 | 53,901 |
| 730 | 14,895 |
| 740 | 0,000 |
Расчёт деталей газораспределительного механизма.
Пружина клапана.
Пружина клапана должна обеспечивать на всех скоростных режимах работы двигателя:
а) плотную посадку клапана в седле и удерживание его в закрытом положении в течении всего периода движения толкателя по тыльной части кулачка;
б) постоянную кинематическую связь между клапаном, толкателем и кулачком во время движения толкателя с отрицательным ускорением.
Плотная посадка выпускного клапана обеспечивается при:
где
- площадь горловины клапана. 
и 
- давление газов соответственно в выпускном трубопроводе и в цилиндре при впуске.Плотная посадка впускного клапана обеспечивается при:
где
и - давление газов соответственно во впускном трубопроводе и в цилиндре при выпуске.Кинематическая связь между деталями клапанного механизма обеспечивается при:
,где
- коэффициент запаса, равны 1,5. 
- суммарная масса клапанного механизма, приведенная к клапану, равная 0,28 кг. 
- текущее ускорение клапана.Расчёт зависимости
для впускного и выпускного клапанов приведен соответственно в таблице 4.5 и таблице 4.6 По результатам расчёта и 
были построены зависимости
для впускного и выпускного клапанов приведенные на рисунках и
Таблица Зависимость
для впускного клапана | hT | fT | p |
| 0,989 | -89,92177 | 37,76714 |
| 1,433 | -95,28562 | 40,01996 |
| 2,127 | -103,6631 | 43,53849 |
| 2,755 | -111,2524 | 46,72601 |
| 3,314 | -117,9959 | 49,55827 |
| 3,798 | -123,8423 | 52,01375 |
| 4,204 | -128,7471 | 54,07377 |
| 4,529 | -132,673 | 55,72268 |
| 4,770 | -135,5903 | 56,94793 |
| 4,926 | -137,4767 | 57,74021 |
| 4,996 | -138,3179 | 58,0935 |
| 5,000 | -138,3652 | 58,11 |
Таблица Зависимость
для выпускного клапана | hT | fT | p |
| 0,728 | -67,1293 | 28,194 |
| 1,021 | -70,6658 | 29,680 |
| 1,687 | -78,708 | 33,057 |
| 2,303 | -86,1518 | 36,184 |
| 2,865 | -92,9407 | 39,035 |
| 3,369 | -99,0229 | 41,590 |
| 3,810 | -104,352 | 43,828 |
| 4,186 | -108,888 | 45,733 |
| 4,493 | -112,596 | 47,290 |
| 4,729 | -115,448 | 48,488 |
| 4,892 | -117,423 | 49,318 |
| 4,982 | -118,504 | 49,772 |
| 5,000 | -118,725 | 49,865 |
Расчёт параметров пружины впускного клапана.
Из рисунка находим предварительную затяжку пружин впускного клапана
