Построение профиля кулачка

При проектировании механизма газораспределения подбирают такой профиль кулачка, который обеспечивает достаточное наполнение цилиндра и минимальные значения сил инерции.

В современных двигателях применяют следующие виды кулачков: выпуклый, тангенциальный, вогнутый и безударный.

Наиболее распространенными являются кулачки с выпуклым и тангенциальным профилями.

Выпуклый профиль кулачка применяется для подъема плоского, выпуклого и роликового толкателей, а тангенциальный – для роликовых толкателей.

Исходными параметрами для проектирования кулачков являются:

· максимальный подъем клапана h_{кл max};

· фазы газораспределения (углы опережения открытия φ_оп.вп, φ_оп.вып и закрытия φ_зак.вп, φ_{зак.вып} впускного и выпускного клапанов);

· величина теплового зазора ΔS: для впускных клапанов ΔS=0,25…0,35 мм, а для выпускных ΔS=0,35…0,50 мм;

· передаточное отношение плеч коромысла или рычага i_к=l_к/l_т (где длины плеч коромысла со стороны клапана и рычага соответственно). Отношение l_к/l_т = 1,40…1,75 и выбирается из конструктивных соображений.

На основании исходных данных определяются:

· угол действия кулачка φ_р0=(φ_оп + º180 + φ_зак)/τ, (где τ – тактность, для четырехтактного двигателя τ = 4, для двухтактного двигателя τ = 2);

· максимальная высота подъема толкателя h_{T max} = h_{кл max}/i_кл;

Профиль кулачка строят от начальной окружности (рис. 28). Ее радиус выбирают в пределах r₀=(3…4)h_{т max} из условия обеспечения достаточной жесткости механизма газораспределения.

Рис. 28. Профили кулачков:

а – выпуклый; б тангенциальный

Далее задаются величиной r₁ (или r₂) и определяют значение r₂ (или r₁).

Для тангенциального кулачка r₁ = ∞, а радиус (мм) при вершине равен

(9.8)

Для выпуклого профиля кулачка

, (9.9)

(9.10)

где , мм; , мм

При определении r₁значение r₂ принимают по технологическим соображениям r₂ ≥ 1,5 мм, а при расчете r₂ принимают r₁=(8…20)h_{T max}. Выбор слишком малого значения r₁может привести к получению по формуле (16.11) отрицательного значения r₂. В этом случае необходимо повторить расчет, выбрав большее значение r₁.

Для обеспечения зазора в клапанном механизме тыльную часть кулачка выполняют радиусом r_к, меньшим радиуса r₀ на величину зазора ΔS: r_к=r₀ -ΔS. Сопряжение окружности радиусом r_кс дугами радиусом r₁ или прямыми (r₁ = ∞) производится по параболе или по дугам определенных радиусов.

ПРИЛОЖЕНИЕ

А.

Теоретически необходимое количество воздуха l₀ в кг для сгорания 1 кг топлива, кг возд/кг топл.

,

0,23 – массовое содержание кислорода в 1 кг воздуда.

Теоретически необходимое количество воздуха L₀ в кмоль для сгорания 1 кг топлива, кмоль возд/кг топл.

,

0,208 – объемное содержание кислорода в 1 кмоль воздуха.

Б.

Химический коэффициент молекулярного изменения горючей смеси μ₀

μ₀ = М₂/М₁,

где М₁ –количество горючей смеси, кмоль гор. см/кг топл.; М₂ – общее количество продуктов сгорания жидкого топлива, кмоль пр. сг/кг топл.