Кулачок механізму приводу клапана високообертового двигуна внутрішнього згоряння

Кулачок механізму приводу клапана високообертового двигуна внутрішнього згоряння, який C2 1 3 134], який має взаємодіючий із штовхачем профіль, що складається із з'єднаних з дугою початкового кола поверхонь підйому та опускання, кожна з яких описується кривою прискорень штовхача, що складається з двох сполучених ділянок, одна з яких виконана в області додатних значень і з'єднується з відрізком, що описує додатні прискорення штовхача на ділянці компенсації теплового зазору, а друга виконана в області від'ємних значень. Причому ділянка кривої прискорень штовхача, що виконана в області додатних значень, утворена півхвилею синусоїди, яка сполучається з півхвилею косинусоїди, що описує прискорення штовхача на ділянці компенсації теплового зазору, а ділянка кривої прискорень штовхача, що виконана в області від'ємних значень, утворена двома з'єднаними відрізками, один з яких описується чвертю хвилі синусоїди, а другий гілкою квадратної параболи. Причини, що перешкоджають одержанню необхідного технічного результату полягають у наступному: - при досягненні високих за умовами якісного протікання газообмінних процесів в циліндрі значень час-перерізу клапана, особливо на початкових фазах його руху, внаслідок того, що в області додатних значень кривої прискорень штовхача профіль такого кулачка описується симетричною півхвилею синусоїди, в парі кулачок-штовхач виникають високі рівні контактних напружень, що обумовлює інтенсивне зношення їх контактуючих поверхонь; - описання профілю такого кулачка кривою прискорень штовхача в області від'ємних значень двома з'єднаними відрізками, не забезпечує рівняння прискорень в точці сполучення, що обумовлює ударний характер роботи механізму і значні динамічні навантаження на деталі приводу клапана; - в механізмі приводу клапана з таким кулачком рух штовхача на початку ділянки компенсації теплового зазору при підйомі і в кінці ділянки компенсації теплового зазору при опусканні відбувається з ударами, що також обумовлює зношення контактуючих поверхонь деталей. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення кулачка механізму приводу клапана високообертового двигуна внутрішнього згоряння, в якому шляхом завдання для описання поверхонь підйому та опускання, що плавно сполучені з ділянками компенсації теплового зазору, відповідної безперервної форми кривої прискорень штовхача в області її додатних і від'ємних значень, досягаються високі за умов якісного протікання газообмінних процесів в циліндрі значення час-перерізу клапана, особливо на початкових фазах його руху, при виконанні вимог міцності деталей і забезпеченні безударного характеру роботи механізму. Поставлена задача вирішується тим, що в кулачку механізму приводу клапана високообертового двигуна внутрішнього згоряння, який має взаємодіючий із штовхачем профіль, що складається із з'єднаних з дугою початкового кола поверхонь підйому та опускання, кожна з яких описується кривою прискорень штовхача, що складається з 90955 4 двох сполучених ділянок, одна з яких виконана в області додатних значень і з'єднується з відрізком, що описує додатні прискорення штовхача на ділянці компенсації теплового зазору, а друга виконана в області від'ємних значень, ділянка, яка виконана в області додатних значень, утворюється двома плавно сполученими відрізками, кожний з яких описується кривою ступеневої функції, і з'єднується з відрізком, що відповідає додатним прискоренням штовхача на ділянці компенсації теплового зазору, який описується півхвилею синусоїди, а безперервна ділянка, яка виконана в області від'ємних значень на всьому протязі описується кривою ступеневої функції. Введення нових ознак при взаємодії з відомими забезпечують високий рівень показників економічності та екологічності двигуна внутрішнього згоряння за рахунок досягнення високих за умов якісного протікання газообмінних процесів в циліндрі значень час-перерізу клапана, особливо на початкових фазах його руху, при виконанні вимог міцності деталей і забезпеченні безударного характеру роботи механізму. На Фіг.1 показаний профіль пропонованого кулачка 1, що при обертанні з кутовою швидкістю К взаємодіє, наприклад, з плоским штовхачем 2, який переміщується поступально вздовж напрямної 3. Такий профіль утворено дугою початкового кола а-а' радіусу r0, яка з'єднуються двома профільними координатними кривими a-b-c-d-е та а'-b'с'-d'-e, що, наприклад, можуть бути симетричні, і в які входять дві ділянки компенсації теплового зазору а-b іа'-b'; на Фіг.2 показані графіки поточних величин прискорень аі (Фіг.2), швидкостей 1 (Фіг.3) і висоти підйомів Si штовхача в залежності від кута обертання кулачка 1. Кулачок механізму газорозподілу (Фіг.1) має координатні профільні поверхні підйому та опускання штовхача загальної, кожна з яких складається з ділянки компенсації теплового зазору кутової довжини Ф S кожна із робочих ділянок кутової 0 довжини Д/2 кожна. Форма їх профілю повністю визначається видом кривої прискорень штовхача (Фіг.2), яка в областях додатних і від'ємних значень задається у вигляді послідовно розташованих плавно сполучених окремих відрізків кривих ступеневих функцій, причому в області додатних значень загальна довжина ділянок за кутом обертання кулачка i ФS Ф1 Ф2 і прискорення 0 штовхача досягає максимального контрольованого значення amax при оберті кулачка на кут Ф1 , в області від'ємних значень довi ФS 0 жина ділянки за кутом обертання кулачка i Ф3 і максимальний контрольований рівень від'ємного значення прискорення штовхача aq m ax визначається за умовами досягнення в точці е (Фіг.1-4) максимального заданого підйому штовхача Smax та нульових значень швидкостей штовхача. Профільна поверхня підйому a-b-c-d-е (Фіг.1) на першій ділянці a-b-c-d (ai>0) визначається кри 5 90955 вою прискорень штовхача (Фіг.2), яка складається з напівхвилі синусоїди а-b та кривих ступеневих функцій b-с ступеню n1 і c-d ступеню n2, що сполучаються в точках b і с, і мають нульові ординати в точках a, b і d, а в точці с прискорення штовхача досягають максимального значення amax , яке контролюється за умовою допустимих контактних напружень в парі кулачок 1-штовхач 2, а на другій ділянці d-e (аi