CN101131103B - 三缸汽油机的对称型进排气凸轮 - Google Patents

Abstract

一种三缸汽油机的对称型进排气凸轮，其凸轮型线工作段的方程式为：h＝(h_max-h_r)(1+c₂α²+c₄α⁴+c_pα^p+c_qα^q+c_rα^r+c_sα^s)其中h为凸轮工作段升程，h_max为凸轮最大升程，h_r为凸轮缓冲段升程，α为凸轮角度，P、q、r、s为指数；其方程式中hmax＝7.3～7.5mm，hr＝0.3～0.35mm，c₄＝0.1，p＝14，q＝28，r＝42，s＝56。凸轮基圆直径为￠33mm，与挺柱接触宽度为10mm，总包角为167°～172°，工作段角度θ为121°，缓冲段角度θ₁+θ₂＝46°～52°。优点是汽油机动力特性好、气门机构运行平稳、凸轮薄。

Description

三缸汽油机的对称型进排气凸轮

技术领域

本发明属于汽车发动机的配气机构部件，特别是涉及一种用一组优化的参数设计的凸轮型线既可满足发动机充气性能要求，又能保证配气机构平稳性的三缸汽油机的对称型进排气凸轮。

背景技术

凸轮型线是对发动机性能有重要影响的参数，目前在汽油机领域使用较多的设计方法有以下几种形式：

1.正弦抛物线型：其优点是正加速度段缩短可使升程曲线丰满，缺点是最大正加速度剧增，引起气门机构震动及噪音增加。

2.组合多项式型：其特点是易于保持等加速度凸轮时间-断面大的优点和正负加速度过渡光滑，能较好的协调发动机充气性和配气机构平稳性要求。其缺点在于各段连接处不易保持三阶以上导数的连续性，影响配气机构工作的平稳性。

3.高次多项式(高方方程)：其优点在于加速度曲线光滑程度高，配气机构平稳性易于保证，缺点是升程曲线丰满系数相对较低。如专利号为91212657.4的“高速强化汽油机专用无冲击凸轮”中的凸轮就是用高次多项式设计的。

在91212657.4专利中的凸轮厚度为18mm，比较厚。材料消耗多。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用一组优化的参数设计的凸轮型线既可满足发动机充气性能要求，又能保证配气机构平稳性的三缸汽油机的对称型进排气凸轮。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

本发明的三缸汽油机的对称型进排气凸轮，其凸轮型线工作段采用多项动力方程，其方程式为：

h＝(h_max-h_r)(1+c₂α²+c₄α⁴+c_pα^p+c_qα^q+c_rα^r+c_sα^s)

其中：h为凸轮工作段升程，h_max为凸轮最大升程，

h_r为凸轮缓冲段升程，α为凸轮角度，

P、q、r、s为指数；

其特征是：上述方程式中：

hmax＝7.3～7.5mm    hr＝0.3～0.35mm    c₄＝0.1

c₂＝-1.2    c_p＝8    c_q＝-16    c_r＝9.5    c_s＝-1.38

p＝14，    q＝28，    r＝42，    s＝56，

凸轮基圆直径￠＝33mm，与挺柱接触宽度为10mm，

总包角为167°～172°，

工作段角度θ为121°，缓冲段角度θ₁+θ₂＝46°～52°

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的三缸汽油机的对称型进排气凸轮，采用本发明凸轮型线的发动机的充气系数可以达到0.58，一般为0.55，目前采用该型线的发动机最大扭矩为89Nm/3600rpm，最大功率为48KW/6000rpm，在同类机中处于领先水平。优点主要有：

1.凸轮型线加速度曲线较为光滑，配气机构较为平稳，采用较小的弹簧力即可保证气门机构的平稳运行。

2采用较薄的凸轮厚度即可保证凸轮与挺柱的接触应力在材料许用应力要求之内，本凸轮厚度仅为10mm，从而节省了材料，实现紧凑型设计。并通过了国家400小时耐久试验要求。

3.采用较小的总包角(167°～172°)的情况下，工作段角度(附图中θ)即达到121°。主要是采用的参数较为合理，用较短的缓冲段(附图中θ₁和θ₂)即可满足发动机气门开闭时的动力学要求。

附图说明

图1是本发明三缸汽油机的进排气凸轮型线设计的凸轮外形图；

图2是A部放大图。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明。

本发明在于用一组优化的参数设计的凸轮型线，既可满足发动机充气性能要求，又能保证配气机构平稳性的要求。

本发明的凸轮型线主要应用在采用四气门缸盖的1.0L三缸汽油机上。

图1是本发明三缸汽油机的进排气凸轮型线设计的凸轮外形图；图2是A部放大图。

如图1、图2所示，本发明的凸轮型线由基圆、缓冲段(θ₁、θ₂所对应的圆弧段)、工作段(θ所对应的圆弧段)三段组成。

其工作段采用多项动力方程，其方程式为：

h＝(h_max-h_r)(1+c₂α²+c₄α⁴+c_pα^p+c_qα^q+c_rα^r+c_sα^s)

其中：h为凸轮工作段升程，h_max为凸轮最大升程，

h_r为凸轮缓冲段升程，α为凸轮角度，

P、q、r、s为指数；

本发明的突出特点在于上述方程式中：

hmax＝7.3～7.5mm    hr＝0.3～0.35mm    c₄＝0.1

c₂＝-1.2    c_p＝8    c_q＝-16    c_r＝9.5    c_s＝-1.38

p＝14，    q＝28，    r＝42，    s＝56，

凸轮基圆直径￠＝33mm，与挺柱接触宽度为10mm。

总包角为167°～172°。

工作段角度θ为121°，缓冲段角度θ₁+θ₂＝46°～52°。

总包角＝工作段角度θ+缓冲段角度θ₁+θ₂。

采用本发明的凸轮型线制成的凸轮外形对称。

Claims (1)

1.一种三缸汽油机的对称型进排气凸轮，其凸轮型线工作段采用多项动力方程，其方程式为：

h＝(h_max-h_r)(1+c₂α²+c₄α⁴+c_pα^p+c_qα^q+c_rα^r+c_sα^s)

其中：h为凸轮工作段升程，h_max为凸轮最大升程，

      h_r为凸轮缓冲段升程，α为凸轮角度，

      P、q、r、s为指数；

其特征是：上述方程式中：

hmax＝7.3～7.5mm    hr＝0.3～0.35mm    c₄＝0.1

c₂＝-1.2    c_p＝8    c_q＝-16    c_r＝9.5    c_s＝-1.38

p＝14，    q＝28，    r＝42，    s＝56，

凸轮基圆直径为￠33mm，与挺柱接触宽度为10mm，

总包角为167°～172°，

工作段角度θ为121°，缓冲段角度θ₁+θ₂＝46°～52°。

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