ПроизводительПроизводитель
 
0 товар(ов):     0 руб.
 
НовостиНовости

[2016-02-22]
Добавили раздел со скидками
далее...


[2013-10-23]
Товары по каталогам Sandtler и ISA-Racing
далее...


[2013-06-20]
Принимает заказы на стеклопластиковые крылья 2108!
далее...


Все новости
 
СтатьиСтатьи

[2016-01-17]
Установка КПП Nissan 240SX на вазовский мотор
далее...


[2014-11-06]
Установка продольной кпп от BMW в классику (2101-2107) с двигателем 2101 или 2112
далее...


[2014-01-27]
Разработка дюралевых клапанных тарелок и расчет их на прочность методом конечных элементов.
далее...


[2014-01-24]
Переход на эвокоробку. Что для этого нужно и какой примерно бютжет?
далее...


Все статьи
 

Разработка дюралевых клапанных тарелок и расчет их на прочность методом конечных элементов.

Рассчитать и проанализировать клапанные тарелки я хотел уже много лет, но к сожалению не был знаком с системами трехмерного моделирования и расчёта. Изучать это сложное направление только для расчёта тарелок было бы совершенно нецелесообразно. Так сложилось, что для подготовки к сезону 2013 ещё осенью 12 года было принято решение изготавливать сложную многосоставную деталь и всё правильно смоделировать и рассчитать можно было только в 3д модели. В течении года я прошел этапы от изучения 3д моделирования и расчёта методом конечных элементов до изготовления деталей, конечной сборки и даже тестирование механизма в бою. Уже осенью, когда времени стало чуть больше и имея опыт за плечами я решил заняться разработкой клапанных тарелок.
Немного теории. Нагрузка на клапанную тарелку складывается из силы давления пружины и преодоления инерционной массы первого витка пружины. Чем больше угловая скорость (обороты, профиль кулачка вала) тем больше эта сила. Масса витка столь невелика, что ей можно пренебречь и для отправной величины взять статическую нагрузку пружины в момент максимального подъема. В нашем случае с пружинами от опель с20хе это порядка 65кгс. Забегая вперед скажу, что при расчётах я увеличил это значение почти в 1.5 раза и нагружал тарелки силой 1000N. В мою задачу входил поиск оптимальной формы, сочетающей минимальную массу без потери прочности. Также необходимо было учитывать форму гидрокомпенсотора и естественно будущий преднатяг пружинок.
Мною были созданы и проанализированы самые разнообразные модели тарелок клапанов. В ход пошли и старые чертежи Shrick, всякие тюнинговые и спортивные запасы со времён супертуризмо, несколько стоковых иномарочных тарелок а также множество собственных наработок.




Были найдены слабые и сильные места и постепенно пришло представление какой именно тарелка должна быть. Я создал базовую модель,но она была ещё не идеальна и ей предстояло претерпеть множество итераций представляющих из себя циклический алгоритм: 1. Расчет сетки. 2. Анализ результатов. 3. Выводы. 4. Модернизация модели. И снова по кругу. Основная нагрузка приходится на коническую часть под сухарик. В этом месте в локальных участках напряжение достигало практически 150мпа. На удивление бортик под пружину оказался достаточно слабонагружен, в этом месте удалось прилично сэкономить вес! В целом вся форма была проработана таким образом, чтобы убрать лишнее в малонагруженных местах и добавить мяса в критических точках. Стоит заметить, что для вычисления даже такой небольшой детали требуются достаточно производительная система! С двухъядерным процессором 2.2ггц одна итерация расчёта сетки 1мм занимала около 10 минут.
И так, что мы имеет после проделанной работы? Тарелка под пружинку с20хе, расчетная масса 5.5 грамм. При давлении 1000N Среднее напряжение в конусной части 80Мпа. В отдельных участках может достигать 146МПА. Второе нагруженное место это бортик под пружинку. Там напряжение не превышает 50МПА. Предел пластической деформации сплава В95 около 500Мпа, соответственно имеем запас в 3.6 раза. Наша пружинка давит 650N и соответственно у нас 5ти кратный запас прочности до пластической деформации ! Этого более чем достаточно, для пожизненной эксплуатации!



Немного анимации:



Базируясь на этой идеальной модели я разработал тарелку и под штатную вазовскую пружину. При весе в 5 грамм она обладает схожими характеристиками! Но и на этом я не остановился и создал два варианта тарелок с разным преднатягом под клапана Ferrea 32х29 с ножкой 7мм. Эти клапана имеют свой сухарик с одной проточкой и другую длину ножки. Последняя разработка была скорее необходимостью т.к. в планах не только собрать на этих комплектующих головку, но и пустить в серию надежные комплекты Ferrea valvetrain.
После проделанной работы дело осталось за малым, найти исполнителя и изготовить партию продукции. Долгие поиски, два месяца ожидания и результат на столе! На данный момент это уникальная работа и я не встречал похожего материала даже на зарубежных сайтах.




В заключении стоит добавить,что в изготовлении тарелок очень отвестыенным является соблюдение правильного угла конуса. Это необходимо для того,чтобы нагрузка равномерно распределялась по всей внутренней поверхности. В противном случае это черевато сначало деформацией а затем и расколом. Ручная токартная обработка не всегда позволяет соблюдать точность установки угла т.к. это требует токаря высокой квалификации и отсуствие физического износа оборудования.





При копировании материала ссылка на первоисточник обязательна. Кузовкин Сергей.
2014-01-27
Все статьи