Проектирование кулачка клапанного механизма на основе численного пошагового метода

В настоящее время является актуальной задача проектирования кулачков, обеспечивающих требуемые характеристики движения звеньев кулачкового механизма в сочетании с его надежностью. В связи с этим в данной работе представлен численный метод профилирования кулачков и примеры его применения для клапанного механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания. Следует отметить, что он также может быть использован при проектировании других кулачковых механизмов различного назначения с целью повышения их надежности. Существуют два основных подхода к профилированию кулачка. Согласно первому, задается геометрия профиля, а затем определяются функции перемещения скорости и ускорения толкателя по углу поворота кулачка. Во втором случае исходным является закон движения толкателя, на основе которого определяется конфигурация кулачка и данные, необходимые для его изготовления. Следует отметить, что каждый из традиционных методов профилирования имеет свои области применения. Например, кулачки первой группы, для которых характерна разрывная кривая ускорения толкателя, неприменимы для быстроходных двигателей вследствие неудовлетворительной динамики клапанного привода. Кроме того, как правило, значительную трудность представляет определение оптимальных значений параметров профиля, удовлетворяющего многочисленным требованиям, связанным с газообменом в двигателе, кинематикой, динамикой и надежностью механизма, а также технологическими ограничениями. Задача осложняется еще и тем, что каждому методу соответствует свой набор параметров, определяющих профиль. Наконец, заранее заданные способы описания движения толкателя или конфигурации кулачка даже в случае оптимального выбора параметров профиля не обеспечивают получение кулачков предельной эффективности при выполнении указанных выше условий. Отмеченные недостатки могут быть устранены при использовании обобщенного численного метода профилирования кулачков механизма газораспределения, который на базе единого подхода позволяет проектировать кулачки, удовлетворяющие различным требованиям.