Actual Problems in Machine Building. Vol. 10. N 3-4. 2023 Technological Equipment, Machining Attachments and Instruments ____________________________________________________________________ 34 соответствующих экстремальным условия ее эксплуатации, необходимо адекватно оценить условия эксплуатации этой пары трения и произвести расчет действующих на направляющие втулки клапанов нагрузки. Анализ литературных источников показал, что рабочая температура клапанов двигателей внутреннего сгорания с принудительным воспламенением может превышать отметку 1000°С [1]. Основную часть температурных нагрузок с клапана принимает на себя направляющая втулка, в связи с чем во время работы она может нагреваться до 720оС [2], а в форсированных ДВС температура ее нагрева может достигать 900 оС [3], что снижает механическую прочность и износостойкость материала как самого клапана, так и его направляющей втулки. При этом движущиеся газовые потоки вызывают высокотемпературную коррозию и газовую эрозию поверхностей выпускных клапанов и соответственно направляющих втулок, вследствие чего повышается опасность заедания стержня клапана в направляющей втулке. Однако, самые экстремальные условия эксплуатации направляющей втулки клапана возникают в том случае, когда происходит перекос стержня клапана в отверстии направляющей втулки, в результате чего может произойти «заедание» стержня клапана во втулке. Целью настоящей работы является анализ критических условий эксплуатации направляющих втулок клапанов двигателей внутреннего сгорания. Для оценки опасности таких условий необходимо рассчитать максимальное давление в зоне контакта в условиях экстремальных нагрузок. Теория Заедание стержня клапана во втулке может возникнуть не только из-за изгиба стержня, но так же из-за его перекоса в отверстии втулки, вызванного силами, направленными не по продольной оси стержня. Например, в результате воздействия кулачков распределительных валов на стержни клапанов при износе этих кулачков и/или торцевых поверхностей стрежней клапанов может возникнуть сила Р0, приложенная к стержню клапана 1 под углом α к его продольной оси Z (рис. 1). Составляющая этой силы Pх = Q подожмет стержень клапана в точках А и В к кромкам отверстия втулки, а Рz вызовет перемещение клапана вдоль продольной оси Z. При обозначениях, приведенных на рис. 1, силу Q приближенно можно рассчитать по формуле [7]: / ) sin (1 0 b a Q P (1) Из анализа формулы (1) следует, что чем меньше отношение b/а, тем меньше будет сила Q. Размер b определяется ходом клапана и конструкцией узла и не может быть значительно уменьшен. Поэтому пытаются увеличить длину рабочей части направляющей втулки клапана а до 8…10 диаметров стержня клапана d. Однако, при увеличении размера а возрастают трудности с изготовлением длинных направляющих втулок, особенно, малого диаметра и растет опасность заедания в них от изгиба (потери устойчивости) стержня клапана. Поэтому часто длину направляющих втулок выполняют равной (6…7,5) d. В большинстве случаев принимается b/а = 0,05…0,30 [7]. При таких значениях b/а сила Q может увеличиться на 15…20%.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1