Двигатели внутреннего сгорания. 2010. №2 PDF (Size:7770 МБ)

Конструкция ДВСведення від його стрижня. В той же час зі зменшеннямδ напруження в зоні спряження стрижня ітарілки зростають від перекосів при посадці клапанана сідло і можуть досягати значень, близьких домежі утоми. Перекоси осі клапана відносно осі напрямноївтулки і механічні напруження, які прицьому виникають, залежать також від геометричноїформи самої тарілки, яка визначає її жорсткість. Зізменшенням жорсткості тарілки згинальні напруженняв стрижні клапана зменшуються, але прицьому, як доводять автори [1, 2], збільшуєтьсязношення опорних фасок сідла і клапана.Вирішення наведеного переліку проблем, якіпов’язані з механічними напруженнями у випускнихклапанах швидкохідних дизелів, можливе наоснові вузлової математичної моделі нестаціонарноготеплового і напружено-деформованого стануклапанного вузла.Зростання рівня форсування сучасних швидкохіднихдизелів супроводжується одночаснимпідвищенням як експлуатаційних температур деталейклапанного вузла, так і механічних навантажень,зокрема максимального тиску в циліндрі.Враховуючи те, що зі зростанням температури механічнівластивості переважної більшості жароміцнихклапанних сталей суттєво погіршуються, детальнийаналіз механічної складової у формуваннінапружено-деформованого стану випускних клапанівможна вважати актуальним як з точки зоруотримання теоретичних узагальнень, так і практичнихрезультатів.Метою проведеного розрахунковоекспериментальногодослідження було уточненняматематичної моделі теплонапруженого стану клапанноговузла, визначення ролі механічної складовоїу виникненні можливих дефектів випускнихклапанів при зростанні рівня форсування.Проведені дослідження включали широке колопитань, пов’язаних з уточненням схеми закріпленняклапана при розв’язанні задачі механіки, визначеннямвпливу геометричної форми тарілкиклапана, механічних властивостей клапанних сталейна напружено-деформований стан клапана приприкладанні механічних навантажень та інших.Були поставлені також досліди, які мали за метууточнення самої експериментальної методики визначеннядеформацій і напружень з використаннямтензометрії. Зупинимось на окремих отриманихрезультатах.Експериментальні дослідження з визначення66впливу тиску газів на напружено-деформованийстан випускних клапанів проводилися на безмоторномустенді, основним елементом якого був складенийкорпус, що імітує головку циліндрів, міститьоброблені поверхні під опорну фаску клапана тайого стрижень, має достатню жорсткість. В корпусірозміщується досліджуваний клапан, препарованийтензодатчиками, встановленими на тарілці клапанав напрямках дії найбільших складових напруженогостану, а саме колових та радіальних. Тензодатчиквстановлювався також на самому корпусі поблизуопорної фаски для контролю деформацій івідповідних напружень в осьовому напрямку. Зісторони тарілки клапана корпус герметично закриваєтьсяфланцем зі штуцером. Корпус в зборі підключаєтьсядо гідравлічної системи вантажопоршневогоманометричного стенду. Механічне навантаженняклапана, яке моделює дію газових сил,створюється тиском масла в гідравлічній системівантажопоршневого стенду. Детальний опис моделюючоїустановки наведено в роботі [3].Безмоторний експеримент з тензометрії клапана,як складова частина всього дослідження, мавза мету уточнення схеми закріплення клапана прирозв’язанні задачі механіки напруженодеформованогостану на основі методу скінченихелементів (МСЕ). При цьому результати тензометріїможна використовувати для уточнення математичнихмоделей як окремих деталей, наприкладклапана, так і клапанного вузла в цілому. Геометричнамодель клапанного вузла, яка використовуєтьсяв подальшому для побудови скінченоелементноїматематичної моделі, максимально відтворенав конструкції складеного корпусу, яка показана нарис.1.Рис. 1. Геометрична модель клапанного вузлаДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2'2010