3 特性分析
由图4可知,气门润滑装置有2个出油孔,则A、E间对应的中心角为:
(1)
其中, ―凸轮行程角
―凸轮远休止角
―凸轮回程角
―凸轮近休止角
若润滑装置的输入转速为n,则一个供油周期t为
(2)
式中,i为齿轮传动比
若凸轮行程为h,柱塞的直径为d,则油腔的体积为
(3)
由于气门润滑装置有2个出油孔,则每个出油孔的流量为
(4)
由式(1)-(4)可知,每个出油孔的平均流量为
(5)
如图2所示,气门润滑装置出油口为2个,柱塞直径为7mm,柱塞行程为2.5mm,从动齿轮为单头蜗杆,转速为1300r/min,主动齿轮齿数为30。以柱塞的上止点为参考,则柱塞的位移随时间的变化曲线如图6所示,气门润滑装置流量曲线如图7所示。
由图6可知,在齿轮转动过程中,柱塞运动规律呈线性规律变化。在柱塞上行阶段,油腔体积增大,油腔处于负压状态工作原理,润滑装置处于吸油状态,在柱塞下行阶段,油腔体积减小,油腔内压力增加,润滑装置处于供油状态。由图7可知,在齿轮转动过程中,润滑装置进行周期性供油,在柱塞处于下行阶段时,其流量大小为50.11ml/s。一个周期内,每个出油口供油时间为1.9ms。根据输入转速和润滑装置基本尺寸可知,每个出油孔的流量为1.04ml/min。

图6 柱塞位移曲线

图7 润滑装置流量曲线
4 结语
将齿轮传动和凸轮传动相结合,设计了一种柴油机气门润滑装置,并对其基本特性进行了分析,得出如下结论:
(1)将齿轮端面设计为波形,有效地将齿轮传动与凸轮传动相结合,从而实现了将齿轮的旋转运动有效地转化为柱塞的直线运动。
(2)根据凸轮运动规律和柱塞泵的特点,在齿轮端面行程角及回程角处开槽,可以实现气门润滑装置周期性供油,从而可以实现在柴油机气门与气门座之间引入润滑油对接触表面进行润滑。
(3)根据润滑装置的基本结构,明确了润滑装置的流量计算方法,对其柱塞运动规律、流量曲线进行了理论分析,结果表明,设计的气门润滑装置可以实现对柴油机气门与气门座提供小流量、间断供油。
由于条件的限制,试验验证将在后续工作中完成。
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