Газораспределения

Для определения сил инерции механизма газораспределения массы всех его подвижных элементов заменяют приведенной массой , сосредоточенной на оси клапана и движущейся вместе с ним. Тогда сила инерции механизма газораспределения

,

где и – ускорение клапана при движении на втором участке.

В механизме без рычагов и коромысел масса слагается из суммы масс отдельных деталей механизма − клапана , тарелки пружины , замка ,толкателя , движущихся вместе с клапаном, и приведенной массы пружины клапана, один конец которой движется вместе с клапаном, а другой остается неподвижным. Приведенная масса пружины определяется из условия равенства кинетической энергии действительной массы пружины и ее приведенной массы , движущейся со скоростью клапана :

,

где − масса элемента пружины, расположенного на расстоянии от ее неподвижного конца; − скорость движения

элемента пружины; длина пружины (рис. 6).

Предположим, что масса пружины равномерно распределена по ее длине, а скорость движения элемента пружины пропорциональна расстоянию х.

Тогда

, x.

Подставляя значения и в исходное уравнение получим

,

откуда

.

Следовательно, приведенная масса механизма, не имеющего рычага или коромысла,

+ .

В механизме с рычагом (или коромыслом) массы толкателя и рычага (или коромысла) заменяются приведенными массами, движущимися вместе с клапаном. Приведенные массы определяют также из условия равенства кинетической энергии действительной и приведенной масс.

Рис. 6

Принятые упрощающие предположения справедливы для цилиндрических пружин с

равномерной навивкой и при условии пренебрежения собственными колебаниями (вибрацией) пружин.

Для штанги и толкателя

,

откуда

;

аналогично

.

Для коромысла

=

где − момент инерции коромысла относительно оси его поворота; − угловая скорость поворота коромысла. Учитывая, что , получим

.

Масса коромысла, приведенная к оси клапана, при одноплечном

и двуплечном рычаге

.

Приведенная масса механизма с рычагом или коромыслом

+ .

При проектировании нового двигателя, когда массы элементов механизма газораспределения еще неизвестны, приведенную массу механизма в целом определяют по конструктивной массе механизма газораспределения, отнесенной к единице площади проходного сечения в горловине клапана.

Тогда

.

Конструктивные массы для впускных имеют следующие значения (кг/м²):

при нижнем расположении клапанов 220 – 250

при верхнем расположении клапанов с нижним

расположением распределительного вала 230 –300

при верхнем расположении клапанов с верхним

расположением распределительного вала 180 –230