- Khi tính tốn tiết diện lưu thơng ta thường giả thiết dịng khí đi qua họng đế xupáp là ổn định, coi dịng khí nạp, thải có tốc độ bình qn và tốc độ pittơng khơng
đổi.
- Căn cứ vào giả thiết tính ổn định, liên tục của dịng khí ta có thể xác định được tốc độ khí qua họng xupáp:
(3.1) vkh:Tốc độ trung bình của dịng khí qua họng đế (m/s); fh:Tiết diện lưu thông của họng đế xupáp (m2);
dh: Đường kính họng đế xupáp (hình 5.2); i: Số xupáp;
vp: Vận tốc trung bình của piston;
(3.2) Fp: Diện tích đỉnh piston.
(3.3)
- Qua tính tốn và thực nghiệm tốc độ của dịng khí nạp ở chế độ tồn tải vkhn. vkhn = 40 ÷ 115 m/s (ơtơ, máy kéo); vkhn = 30 ÷ 80 m/s (tàu thuỷ, tĩnh tại);
- Tốc độ càng cao, tổn thất càng lớn, tuy nhiên đối với động cơ xăng do yêu cầu việc hình thành hỗn hợp, tốc độ khí nạp phải lớn hơn 40 m/s, nếu bé hơn q trình bốc hơi của xăng và hồ trộn hơi xăng với khơng khí sẽ xấu. Đối với dịng khí thải, vkht = (1,2 - 1,5 )vkhn.
- Đường kính họng đế:
(3.4)
- Tiết diện lưu thông fk qua xupáp (tiết diện vành khăn) được xác định: (3.5)
Mà d1 = dh + 2e; h' = h cosα; e = h' sinα
(3.7)
Khi α = 0, thì fk = πhdh, dịng khí lưu động khó (bị gấp khúc). Khi α = 30 thì fk = πh (0,866dh + 0,375h), dùng cho xupáp nạp. Khi α = 45 thì fk = πh (0,707dh + 0,353h), dùng cho xupáp nạp, thải.
Tính tiết diện lưu thơng qua xupap nạp.
- Theo thực nghiệm và tính tốn nhiệt tốc độ của dịng khí nạp được chọn: vkhn = (40 ÷ 115) (m/s) chọn vkhn = 75 (m/s)
Số xupáp nạp i = 2.
- Từ (3.4) suy ra đường kính họng nạp:
Chọn h = 0,31 dhn = 0,31.30 = 10 (mm). Lấy h = 10 (mm)
- Góc cơn của nấm xupáp nạp: α = 45º Từ (3.7) ta có:
fk = π.6,3(0,707.30 + 0,353.10)=489,65 (mm2)
- Kiểm nghiệm lại tiết diện lưu thông thực của xupáp nạp theo (3.1).
Vậy thảo mảm điều kiện.
Tính tiết diện lưu thơng qua xupap thải.
- Theo thực nghiệm và tính tốn nhiệt tốc độ của dịng khí nạp được chọn: vkt = (1,2 ÷ 1,5) chọn vkt = 1,2.110 = 132 m/s
- Từ (3.4) suy ra đường kính họng nạp:
Chọn h = 0,22 dht = 0,22.30 = 6.6 (mm).
- Góc cơn của nấm xupáp thải: α = 45º Từ (3.7) ta có: Fh = π.6,6(0,707.23 + 0,353.6,6)=378,9 (mm2)
- Kiểm nghiệm lại tiết diện lưu thông thực của xupáp nạp theo (3.1).
Vậy thỏa mãn điều kiện.