Общие сведения и определение проходного сечения клапана

Проектирование механизма газораспределения обычно начинается с определения проходных сечений в седле клапана и в его горловине в соответствии с рисунком 21.

Площадь проходного сечения в клапане определяется из условия неразрывности потока несжимаемого газа по условной средней скорости в сечении седла при максимальном подъеме клапана на режиме номинальной частоты вращения , см²:

. (105)

Значения средней скорости поршня V_п.ср. , скорости газа в проходном сечении клапана W_вп и площади поршня F_п принимаются на основании данных из теплового и динамического расчетов двигателя, i_кл - число одноименных клапанов. Обычно в автотракторных двигателях i_кл=1–2.

Рисунок 21 - Расчетная схема проходного сечения в клапане

Проходное сечение в горловине клапана не должно ограничивать пропускную способность впускного или выпускного тракта. Учитывая, что через горловину проходит стержень клапана, ее площадь обычно принимают: .

Диаметр горловины , мм:

. (106)

Максимальный диаметр горловины ограничивается возможностью размещения клапанов в головке блока при заданных: диаметре цилиндра, схеме механизма газораспределения и типе камеры сгорания. В связи с этим значение впускного клапана должно лежать в пределах

= (0,35–0,52)D_п. (107)

Диаметр горловины выпускных клапанов принимают на 10–20 % меньше впускных клапанов.

Проходное сечение клапана зависит от угла наклона фаски клапана , см²:

(108)

где - диаметр горловины клапана, см;

h_кл – высота подъема клапана, см;

– угол наклона фаски на тарелке клапана.

У современных двигателей угол наклона фаски тарелки выпускного клапана обычно принимается равным 45 град, а выпускного клапана – 45 град или 30 град.

При =30 град

. (109)

При =45 град

. (110)

Если известны и , то максимальная высота подъема клапана может быть определена по формуле, см:

при =30 град

, (111)

при =45 град

. (112)

Значение величины для автотракторных двигателей обычно находится в пределах 0,16–0,30 , причем меньшие величины принимаются для тихоходных двигателей с большим рабочим объемом.