Компоновка механизма газораспределения

Компоновка механизма газораспределения начинается с выбора типа камеры сгорания и схемы привода клапанов. Выбрав форму камеры сгорания, необходимо увязать ее размеры с размерами впускных и выпускных клапанов.

За основной размер в механизме газораспределения принимается диаметр горловины впускного патрубка d^вп _г.

мм, (70)

где F_г- проходное сечение в горловине: F_г =(1, 1…1, 2) F_кл,

F_кл- проходное сечение клапан-седло:

, см², (71)

С_п.ср - средняя скорость поршня: С_п.ср=S n/30, м/с,

i_кл - число одноименных клапанов, w_вп - скорость заряда на впуске: w_вп=( 50…120)м/с – принимается в зависимости от частоты вращения двигателя.

Диаметр горловины выпускного патрубка: d^вып_г=(0, 8…0, 9)d^вп_г.

Размеры элементов клапанов определяются следующими соотношениями:

внутренний диаметр головки впускного клапана – d_вп.в=d^вп_г,

наружный диаметр головки впускного

клапана – d_вп.н=(1, 12…1, 16)d^вп_г,

внутренний диаметр головки выпускного

клапана – d_вып.в=(0, 76…0, 90)d_вп.в,

наружный диаметр головки выпускного

клапана – d_вып.н=(0, 79…0, 92)d_вп.н,

диаметр стержня клапана – d_с=(0, 25…0, 40)d^вп_г,

длина стержня клапана – l_с=(2, 5…3, 5)d^вп_г,

толщина головки у фаски - d_г=(0, 08…0, 12))d^вп_г,

ширина фаски – b=(0, 05…0, 12) d^вп_г,

высота подъема клапана – h_к.мах = (0, 2…0, 3) d^вп_г.

Нанеся контуры камеры сгорания, намечают оси клапанов, затем, выбрав размеры основных элементов клапанов, изображают больший по размерам клапан и наносят внутренний контур стенок камеры сгорания (рис.21). При головках из алюминиевых сплавов обязательна установка вставных седел для обоих клапанов, поэтому вслед за клапаном изображается и седло. После изображения клапана и его седла вычерчивают клапанный патрубок. Намечают положение верхней стенки головки блока и обрисовывают контуры ее наружных и внутренних стенок. Для современных двигателей с верхними клапанами высота головки обычно составляет H_гол=(0, 8…0, 9)D, толщинастенки камеры сгорания головок из алюминиевых сплавов может быть до 10…12мм, толщина стенок головки из чугуна равна толщине стенок цилиндра, толщина стенок патрубков и верхней стенки головки - 5…6мм. Завершив оформление контуров головки, переходят к установке клапанных пружин, длина пружины принимается равной (1, 0…1, 4) d_вп.н. Средний диаметр пружины d_cр принимается равным (0, 8…0, 9) d^вп_г, придвух пружинах: d_ср.н=d^вп_г,, d_ср.в=(0, 5…0, 7)d^вп_г. Диаметр проволоки для клапанных пружин составляет 4…6 мм, число витков 8…14.

Наметив габаритные размеры пружины, вычерчивают на ее верхнем конце тарелку с деталями крепления, затем вычерчивается направляющая клапана, в месте пересечения которой с рубашкой охлаждения выполняется прилив.

Следующим этапом компоновки является разработка привода клапанов. Начинается этот этап с выбора расположения распределительного вала и его размеров.

Радиус начальной окружности кулачка распределительного вала:

r_{o =} (1, 5…2)h_Т, где h_Т - высота подъема толкателя, при отсутствии коромысла (непосредственное воздействие кулачка на клапан).

Радиус рабочего профиля кулачка: r₁ = (10…12)h_Т.

При наличии в приводе клапанов коромысла, необходимо учитывать следующее соотношение: h_Т = h_{к.мах ,} где l_T, l_k – плечи коромысла, устанавливаются с учетом двигателя-прототипа или можно принимать =0, 6…0, 7.

При верхнем расположении распределительных валов механизм привода клапанов может отсутствовать вообще или имеет сравнительно простую конструкцию.

Вычертив детали механизмов газораспределения, заканчивают компоновку головки двигателя, для чего уточняют конфигурацию стенок головки, патрубков, вычерчивают свечу (форсунку), оформляют контуры камеры для штанг привода клапанов (при нижнем расположении распределительного вала), намечаются контуры крышки головки.

Рис.21. Компоновка механизма газораспределения