Dimensionarea si calculul supapelor

Dimensionarea si calculul supapelor

Dimensiunile se aleg in functie de alezajul cilindrului si de diametrul d_c al orificiului din chiulasa (scaunul supapei).

Figura 5.1.1. Dimensionare supapa

Diametrul talerului:

pentru supapa de admisie

pentru supapa de evacuare

Diametrul tijei supapei:

pentru supapa de admisie

pentru supapa de evacuare

Lungimea supapei:

pentru supapa de admisie

pentru supapa de evacuare

Inaltimea talerului:

- pentru supapa de admisie

- pentru supapa de evacuare

Diametrul d_c se determina din conditia ca presiunea supapei pe scaun sa fie de cca. 4 ori mai mare decat presiunea maxima a gazelor.

Diametrul canalului se verifica din punct de vedere a curgerii gazelor cu ecuatia:

Unde: w_g este viteza de curgere a gazelor in canalul supapei;

V_pm este viteza medie a pistonului;

Viteza gazelor este satisfacatoare; pentru motoarele rapide viteza medie a gazelor prin supapa este .

Latimea scaunului supapei unde

Referat: Ferastrau circular cu masa mobila Referat: Criterii pentru aprecierea rezistentei la foc

Diametrele supapelor de evacuare sunt mai mici deoarece in timpul evacuarii gazele dispun de presiuni ridicate, deci viteze mari de curgere. Talerele si cozile supapei se executa de obicei dintr-o bucata, prin forjare.

Coada supapei transmite forta de apasare a culbutorului la taler in momentul deschiderii, precum si fortele datorate arcurilor si fortelor de inertie. In timpul inchiderii si deschiderii, coada supapei aluneca de obicei in ghidaje executate din fonta care rezista bine la uzurile prin frecare la temperaturi ridicate.

Diametrul tijei   se poate determina si din relatia egalizarii fortei de presiune pe taler si de compresiune in tije.

, unde , iar presiunea pe taler in momentul deschiderii supapei, p_a = 6 daN/cm².

Grosimea talerului se determina, considerand talerul o placa cilindrica incastrata pe un contur circular cu diametrul d_t/4.

σ_a = 300 [MPa] - tensiunea admisibila la incovoiere a otelului de supapa.

Calculul inaltimii maxime de ridicare a supapei:

Inaltimea maxima de ridicare a supapei depinde de geometria supapei si a scaunului si se determina din conditia ca sectiunea de trecere a supapei la ridicarea sa maxima sa fie egala cu sectiunea canalului.

- sectiunea de trecere oferita de supapa este egala cu suprafata trunchiului de con cu diametrele bazelor BB' si AA'.

Figura 5.1.2.

unde

                                             AA'= d_c

Sectiunea canalului:

Egaland cele doua sectiuni rezulta:

,

           

h_maxSA=9,5 mm

h_maxSE=8,4mm

Figura 5.1.3.

;     h_crSE = h_crSA = 7mm; h_max < h_cr

Verificarea supapei si sistemului de actionare:

Actionarea directa a supapei

Fortele ce solicita mecanismul dau rezultanta F:

Masa raportata redusa la axa supapei de admisie, pentru arborele cu came lateral in bloc si supape in chiulasa.

;

d_cA=32 mm ;

Pentru supapa de evacuare: d_cE=29 mm

Forta de presiune a gazelor:

unde: p_g - reprezinta presiunea gazelor in momentul deschiderii supapei;

Forta din resort :

Forta de inertie a supapei si arcului:

unde: m_r - este masa resortului;

Tija supapei se verifica la compresiune:

, unde:

σ_x≤