CN102705124B - 多段式型线的凸轮 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供多段式型线的凸轮，包括推程段和回程段，推程段对应柱塞从动件运动规律的两个正向等加速阶段、三个正向等速阶段和两个正向等减速阶段，回程段对应柱塞从动件运动规律的反向等加速阶段、反向等速阶段和反向等减速阶段；工作段为推程段的三个等速阶段以及第二个等加速阶段和第一个等减速阶段；工作段的第一段等速阶段速率大小为v₁，工作段的第二段等速阶段速率大小为v₂，工作段的第三段等速阶段速率大小为v₃，反向等速阶段速率大小为v₄。本发明提高了主喷射的喷油压力和喷油速率，兼顾了多次喷射时各段喷油对喷油压力和喷油速率的不同要求，达到了降低发动机工作噪声、减小污染物排放和改善喷油雾化效果的目的。

Description

多段式型线的凸轮

技术领域

本发明涉及的是一种凸轮，具体地说是发动机的凸轮。

背景技术

传统技术中，用于柴油机电控喷油系统的供油泵凸轮为等速凸轮，其推程段对应柱塞从动件运动规律的正向等加速、正向等速和正向等减速阶段，回程段对应凸轮柱塞从动件运动规律的反向等加速、反向等速和反向等减速阶段。其工作段为正向等速阶段。等速凸轮在实际喷油系统中得到了广泛的应用，并且具有便于控制喷射规律的优点，但也存在不足之处：随着排放法规的日益严格以及对柴油机经济性能的要求越来越高，多段喷油技术得到了广泛易用，然而传统的等速凸轮型线并不能同时兼顾多段喷油时各段喷射对喷油压力和喷油速率的要求，由于其等速阶段柱塞从动件的运动速率较大，导致预喷射和后喷射的喷油压力和喷油速率过大，进而增大了控制系统对小喷油量的控制难度，使其持续时间过长，喷油量过大，无法很好地实现预喷射降低噪声、减小污染物生成的目的，还会导致后喷射中喷入的过多的燃油燃烧不完全，进而不能满排放法规和经济性的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供能够兼顾柴油机多次喷射时各段喷射对喷油压力和喷油速率不同要求的多段式型线的凸轮。

本发明的目的是这样实现的：

本发明多段式型线的凸轮，包括推程段和回程段，其特征是：推程段对应柱塞从动件运动规律的两个正向等加速阶段、三个正向等速阶段和两个正向等减速阶段，回程段对应柱塞从动件运动规律的反向等加速阶段、反向等速阶段和反向等减速阶段；工作段为推程段的三个等速阶段以及第二个等加速阶段和第一个等减速阶段；

所述的凸轮的各个部分结构具体限定为：

（1）正向等加速阶段对应凸轮转角为[0°,φ₁]，

速率参数方程为：

位移参数方程为：

v₁为正向等加速阶段的末速度大小；

（2）工作段对应凸轮转角为[φ₁,φ₆]，

1）第一段等速阶段对应凸轮转角为[φ₁,φ₂]，

速率参数方程为：V₂＝v₁，φ∈[φ₁,φ₂]，

位移参数方程为： $y_2=\frac{1}{2}{v}_1{\mathrm{\φ}}_1+v_1(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_1),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_1,{\mathrm{\φ}}_2],$

2）加速阶段对应凸轮转角为[φ₂,φ₃]，

速率参数方程为： $V_3=\frac{v_2-v_1}{{\mathrm{\φ}}_3-{\mathrm{\φ}}_2}\mathrm{\φ}+\frac{{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2}{{\mathrm{\φ}}_3-{\mathrm{\φ}}_2},\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_2,{\mathrm{\φ}}_3],$

位移参数方程为： $y_3={\mathrm{\φ}}_2{v}_1-\frac{v_1{\mathrm{\φ}}_1}{2}+\frac{v_2-v_1}{2({\mathrm{\φ}}_3-{\mathrm{\φ}}_2)}{(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_2)}^2+v_1(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_2),\mathrm{\φ}\∈\left[{\mathrm{\φ}}_2,{\mathrm{\φ}}_3\right],$

v₂为工作段的加速阶段的末速度大小，

3）第二段等速阶段对应凸轮转角为[φ₃,φ₄]，

速率参数方程为：V₄＝v₂，φ∈[φ₃,φ₄]，

位移参数方程为： $y_4=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_2)+v_2(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_3),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_3,{\mathrm{\φ}}_4],$

4）减速阶段对应凸轮转角为[φ₄,φ₅]，

速率参数方程为： $V_5=\frac{v_3-v_2}{{\mathrm{\φ}}_5-{\mathrm{\φ}}_4}\mathrm{\φ}+\frac{{\mathrm{\φ}}_5{v}_2-{\mathrm{\φ}}_4{v}_3}{{\mathrm{\φ}}_5-{\mathrm{\φ}}_4},\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_4,{\mathrm{\φ}}_5],$

位移参数方程为： $y_5=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-{\mathrm{\φ}}_3{v}_2+2{\mathrm{\φ}}_4{v}_2)$ $+\frac{v_3-v_2}{2({\mathrm{\φ}}_5-{\mathrm{\φ}}_4)}{(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_4)}^2+v_2(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_4),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_4,{\mathrm{\φ}}_5],$ v₃为工作段的减速阶段的末速度大小，

5）第三段等速阶段对应凸轮转角为[φ₅,φ₆]，

速率参数方程为：V₆＝v₃，φ∈[φ₅,φ₆]，

位移参数方程为： $y_6=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-\mathrm{\φ}}_3{v}_2+{\mathrm{\φ}}_4{v}_2-{\mathrm{\φ}}_4{v}_3$ $+{\mathrm{\φ}}_5{v}_2+{\mathrm{\φ}}_5{v}_3)+v_3(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_5),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_5,{\mathrm{\φ}}_6];$

（3）正向等减速阶段对应凸轮转角为[φ₆,φ₇]，

速率参数方程为： $V_7=\frac{v_3}{{\mathrm{\φ}}_6-{\mathrm{\φ}}_7}(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_7),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_6,{\mathrm{\φ}}_7],$

位移参数方程为： $y_7=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-{\mathrm{\φ}}_3{v}_2+{\mathrm{\φ}}_4{v}_2-{\mathrm{\φ}}_4{v}_3+{\mathrm{\φ}}_5{v}_2-{\mathrm{\φ}}_5{v}_3$ $+2{\mathrm{\φ}}_6{v}_3)+\frac{v_3}{2({\mathrm{\φ}}_6-{\mathrm{\φ}}_7)}(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_6)(\mathrm{\φ}+{\mathrm{\φ}}_6-2{\mathrm{\φ}}_7),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_6,{\mathrm{\φ}}_7];$

（4）反向等加速阶段对应凸轮转角为[φ₇,φ₈]，

速率参数方程为： $V_8=\frac{v_4}{{\mathrm{\φ}}_7-{\mathrm{\φ}}_8}(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_7),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_7,{\mathrm{\φ}}_8],$

位移参数方程为： $y_8=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-{\mathrm{\φ}}_3{v}_2+{\mathrm{\φ}}_4{v}_2-{\mathrm{\φ}}_4{v}_3+{\mathrm{\φ}}_5{v}_2-{\mathrm{\φ}}_5{v}_3$ $+{\mathrm{\φ}}_6{v}_3+{\mathrm{\φ}}_7{v}_3)+\frac{v_4}{2({\mathrm{\φ}}_7-{\mathrm{\φ}}_8)}{(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_7)}^2,\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_7,{\mathrm{\φ}}_8],$ v₄为反向等加速阶段的末速度大小；

（5）反向等速阶段对应凸轮转角为[φ₈,φ₉]，

速率参数方程为：V₉＝-v₄，φ∈[φ₈,φ₉]，

位移参数方程为： $y_9=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-{\mathrm{\φ}}_3{v}_2+{\mathrm{\φ}}_4{v}_2-{\mathrm{\φ}}_4{v}_3+{\mathrm{\φ}}_5{v}_2-{\mathrm{\φ}}_5{v}_3$ $+{\mathrm{\φ}}_6{v}_3+{\mathrm{\φ}}_7{v}_3+{\mathrm{\φ}}_7{v}_4-{\mathrm{\φ}}_8{v}_4)-v_4(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_8),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_8,{\mathrm{\φ}}_9];$

（6）反向等减速阶段对应凸轮转角为[φ₉,φ₁₀]，

速率参数方程为： $V_{10}=\frac{v_4}{{\mathrm{\φ}}_{10}-{\mathrm{\φ}}_9}(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_{10}),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_9,{\mathrm{\φ}}_{10}],$

位移参数方程为： $y_{10}=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-{\mathrm{\φ}}_3{v}_2+{\mathrm{\φ}}_4{v}_2-{\mathrm{\φ}}_4{v}_3+{\mathrm{\φ}}_5{v}_2-{\mathrm{\φ}}_5{v}_3$ $+{\mathrm{\φ}}_6{v}_3+{\mathrm{\φ}}_7{v}_3+{\mathrm{\φ}}_7{v}_4+{\mathrm{\φ}}_8{v}_4-2{\mathrm{\φ}}_9{v}_4)+\frac{v_4}{2({\mathrm{\φ}}_{10}-{\mathrm{\φ}}_9)}(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_9)(\mathrm{\φ}+{\mathrm{\φ}}_9-2{\mathrm{\φ}}_{10}),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_9,{\mathrm{\φ}}_{10}];$

其中φ₁∈[26°,30°]，（φ₂-φ₁）∈[4°,6°]，（φ₄-φ₃）∈[10°,12°]，（φ₆-φ₄）∈[10°,12°]，（φ₆-φ₅）∈[4°,6°]，φ₆-φ₁=26°，φ₇=66°，φ₈=98.4°，φ₉=297.8°，φ₁₀取值条件为将φ＝φ₁₀带入位移参数方程y₁₀中有y₁₀＝0，v₁∈[0.2,0.3]mm/CA°，v₂∈[0.32,0.4]mm/CA°，v₃∈[0.18,0.25]mm/CA°，v₄∈[0.04,0.07]mm/CA°。

本发明还可以包括：

1、所述的φ₁为26°或27°、28°、29°、30°。

2、所述的v₁为0.35mm/CA°。

本发明的优势在于：预喷射、主喷射和后喷射的喷油持续期分别集中在工作段的第一个、第二个和第三个等速阶段，三个阶段不同的柱塞从动件运动速率能够使控制系统对小喷油量尤其是后喷射进行精确控制，也同时提高了主喷射的喷油压力和喷油速率，从而兼顾了多次喷射时各段喷油对喷油压力和喷油速率的不同要求，达到了降低发动机工作噪声、减小污染物排放和改善喷油雾化效果的目的，进而满足日益严格的排放法规和经济性的要求。

附图说明

图1a为速度曲线及其推程段放大图a，图1b为速度曲线及其推程段放大图b；

图2a为升程曲线及其推程段放大图a，图2b为升程曲线及其推程段放大图b；

图3为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～3，本发明的多段式凸轮型线，其推程段对应柱塞从动件运动规律的两个正向等加速阶段、三个正向等速阶段和两个正向等减速阶段，其中第二个等速阶段与其余两个等速阶段相比速度较大、持续时间较长；凸轮的回程段对应柱塞从动件运动规律的反向等加速阶段、反向等速阶段和反向等减速阶段。其工作段为推程段的三个等速阶段以及第二个等加速阶段和第一个等减速阶段，速度曲线和升程曲线分别如图1和图2所示。柱塞从动件的各段运动方程分别为：

（1）正向等加速阶段对应凸轮转角为[0°,φ₁]，

速率参数方程为：

位移参数方程为：

v₁为正向等加速阶段的末速度大小；

（2）工作段对应凸轮转角为[φ₁,φ₆]，

1）第一段等速阶段对应凸轮转角为[φ₁,φ₂]，

速率参数方程为：V₂＝v₁，φ∈[φ₁,φ₂]，

位移参数方程为： $y_2=\frac{1}{2}{v}_1{\mathrm{\φ}}_1+v_1(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_1),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_1,{\mathrm{\φ}}_2],$

2）加速阶段对应凸轮转角为[φ₂,φ₃]，

速率参数方程为： $V_3=\frac{v_2-v_1}{{\mathrm{\φ}}_3-{\mathrm{\φ}}_2}\mathrm{\φ}+\frac{{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2}{{\mathrm{\φ}}_3-{\mathrm{\φ}}_2},\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_2,{\mathrm{\φ}}_3],$

位移参数方程为： $y_3={\mathrm{\φ}}_2{v}_1-\frac{v_1{\mathrm{\φ}}_1}{2}+\frac{v_2-v_1}{2({\mathrm{\φ}}_3-{\mathrm{\φ}}_2)}{(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_2)}^2+v_1(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_2),\mathrm{\φ}\∈\left[{\mathrm{\φ}}_2,{\mathrm{\φ}}_3\right],$

v₂为工作段的加速阶段的末速度大小，

3）第二段等速阶段对应凸轮转角为[φ₃,φ₄]，

速率参数方程为：V₄＝v₂，φ∈[φ₃,φ₄]，

位移参数方程为： $y_4=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_2)+v_2(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_3),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_3,{\mathrm{\φ}}_4],$

4）减速阶段对应凸轮转角为[φ₄,φ₅]，

速率参数方程为： $V_5=\frac{v_3-v_2}{{\mathrm{\φ}}_5-{\mathrm{\φ}}_4}\mathrm{\φ}+\frac{{\mathrm{\φ}}_5{v}_2-{\mathrm{\φ}}_4{v}_3}{{\mathrm{\φ}}_5-{\mathrm{\φ}}_4},\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_4,{\mathrm{\φ}}_5],$

位移参数方程为： $y_5=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-{\mathrm{\φ}}_3{v}_2+2{\mathrm{\φ}}_4{v}_2)$ $+\frac{v_3-v_2}{2({\mathrm{\φ}}_5-{\mathrm{\φ}}_4)}{(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_4)}^2+v_2(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_4),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_4,{\mathrm{\φ}}_5],$ v₃为工作段的减速阶段的末速度大小，

5）第三段等速阶段对应凸轮转角为[φ₅,φ₆]，

速率参数方程为：V₆＝v₃，φ∈[φ₅,φ₆]，

位移参数方程为： $y_6=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-\mathrm{\φ}}_3{v}_2+{\mathrm{\φ}}_4{v}_2-{\mathrm{\φ}}_4{v}_3$ $+{\mathrm{\φ}}_5{v}_2+{\mathrm{\φ}}_5{v}_3)+v_3(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_5),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_5,{\mathrm{\φ}}_6];$

（3）正向等减速阶段对应凸轮转角为[φ₆,φ₇]，

速率参数方程为： $V_7=\frac{v_3}{{\mathrm{\φ}}_6-{\mathrm{\φ}}_7}(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_7),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_6,{\mathrm{\φ}}_7],$

位移参数方程为： $y_7=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-{\mathrm{\φ}}_3{v}_2+{\mathrm{\φ}}_4{v}_2-{\mathrm{\φ}}_4{v}_3+{\mathrm{\φ}}_5{v}_2-{\mathrm{\φ}}_5{v}_3$ $+2{\mathrm{\φ}}_6{v}_3)+\frac{v_3}{2({\mathrm{\φ}}_6-{\mathrm{\φ}}_7)}(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_6)(\mathrm{\φ}+{\mathrm{\φ}}_6-2{\mathrm{\φ}}_7),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_6,{\mathrm{\φ}}_7];$

（4）反向等加速阶段对应凸轮转角为[φ₇,φ₈]，

速率参数方程为： $V_8=\frac{v_4}{{\mathrm{\φ}}_7-{\mathrm{\φ}}_8}(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_7),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_7,{\mathrm{\φ}}_8],$

位移参数方程为： $y_8=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-{\mathrm{\φ}}_3{v}_2+{\mathrm{\φ}}_4{v}_2-{\mathrm{\φ}}_4{v}_3+{\mathrm{\φ}}_5{v}_2-{\mathrm{\φ}}_5{v}_3$ $+{\mathrm{\φ}}_6{v}_3+{\mathrm{\φ}}_7{v}_3)+\frac{v_4}{2({\mathrm{\φ}}_7-{\mathrm{\φ}}_8)}{(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_7)}^2,\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_7,{\mathrm{\φ}}_8],$ v₄为反向等加速阶段的末速度大小；

（5）反向等速阶段对应凸轮转角为[φ₈,φ₉]，

速率参数方程为：V₉＝-v₄，φ∈[φ₈,φ₉]，

位移参数方程为： $y_9=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-{\mathrm{\φ}}_3{v}_2+{\mathrm{\φ}}_4{v}_2-{\mathrm{\φ}}_4{v}_3+{\mathrm{\φ}}_5{v}_2-{\mathrm{\φ}}_5{v}_3$ $+{\mathrm{\φ}}_6{v}_3+{\mathrm{\φ}}_7{v}_3+{\mathrm{\φ}}_7{v}_4-{\mathrm{\φ}}_8{v}_4)-v_4(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_8),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_8,{\mathrm{\φ}}_9];$

（6）反向等减速阶段对应凸轮转角为[φ₉,φ₁₀]，

速率参数方程为： $V_{10}=\frac{v_4}{{\mathrm{\φ}}_{10}-{\mathrm{\φ}}_9}(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_{10}),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_9,{\mathrm{\φ}}_{10}],$

位移参数方程为： $y_{10}=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-{\mathrm{\φ}}_3{v}_2+{\mathrm{\φ}}_4{v}_2-{\mathrm{\φ}}_4{v}_3+{\mathrm{\φ}}_5{v}_2-{\mathrm{\φ}}_5{v}_3$ $+{\mathrm{\φ}}_6{v}_3+{\mathrm{\φ}}_7{v}_3+{\mathrm{\φ}}_7{v}_4+{\mathrm{\φ}}_8{v}_4-2{\mathrm{\φ}}_9{v}_4)+\frac{v_4}{2({\mathrm{\φ}}_{10}-{\mathrm{\φ}}_9)}(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_9)(\mathrm{\φ}+{\mathrm{\φ}}_9-2{\mathrm{\φ}}_{10}),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_9,{\mathrm{\φ}}_{10}];$

其中φ₁∈[26°,30°]，（φ₂-φ₁）∈[4°,6°]，（φ₄-φ₃）∈[10°,12°]，（φ₆-φ₄）∈[10°,12°]，（φ₆-φ₅）∈[4°,6°]，φ₆-φ₁=26°，φ₇=66°，φ₈=98.4°，φ₉=297.8°，φ₁₀取值条件为将φ＝φ₁₀带入位移参数方程y₁₀中有y₁₀＝0，v₁∈[0.2,0.3]mm/CA°，v₂∈[0.32,0.4]mm/CA°，v₃∈[0.18,0.25]mm/CA°，v₄∈[0.04,0.07]mm/CA°。

预喷射的喷油持续期集中在工作段的第一个等速阶段，该阶段柱塞从动件的运动速率相对较小，降低了喷油压力和喷油速率，便于对预喷射的持续时间和喷油量进行控制，从而很好的实现降低噪声、减小污染物生成的目的。

主喷射的喷油持续期集中在工作段的第二个等速阶段，经过第二个加速阶段的加速，该阶段的柱塞从动件运动速率相对第一个等速阶段较大，从而提高了主喷射的喷油压力和喷油速率，改善了喷油雾化效果，提高了系统的经济性，减少了污染物的排放。

后喷射的喷油持续期集中在工作段的第三个等速阶段，经过第一个减速阶段的减速，该阶段的柱塞从动件运动速率相对第二个等速阶段较小，降低了喷油压力和喷油速率，避免了由于喷油时间过长导致的后喷射喷油量过大，引起燃烧不完全，进而实现后喷射降低颗粒排放的目的。

因此，本发明中的多段式凸轮型线兼顾了多段喷油时各段喷射对喷油压力和喷油速率的不同要求，从而更好地实现多段喷油提高发动机经济性能、降低污染物排放的目的。

Claims (3)

1.多段式型线的凸轮，包括推程段和回程段，其特征是：推程段对应柱塞从动件运动规律的两个正向等加速阶段、三个正向等速阶段和两个正向等减速阶段，回程段对应柱塞从动件运动规律的反向等加速阶段、反向等速阶段和反向等减速阶段；工作段为推程段的三个等速阶段以及第二个等加速阶段和第一个等减速阶段；

所述的凸轮的各个部分结构具体限定为：

（1）正向等加速阶段对应凸轮转角为[0°,φ₁]，

速率参数方程为：

位移参数方程为：

v₁为正向等加速阶段的末速度大小；

（2）工作段对应凸轮转角为[φ₁,φ₆]，

1）第一段等速阶段对应凸轮转角为[φ₁,φ₂]，

速率参数方程为：V₂＝v₁，φ∈[φ₁,φ₂]，

位移参数方程为： $y_2=\frac{1}{2}{v}_1{\mathrm{\φ}}_1+v_1(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_1),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_1,{\mathrm{\φ}}_2],$

2）加速阶段对应凸轮转角为[φ₂,φ₃]，

速率参数方程为： $V_3=\frac{v_2-v_1}{{\mathrm{\φ}}_3-{\mathrm{\φ}}_2}\mathrm{\φ}+\frac{{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2}{{\mathrm{\φ}}_3-{\mathrm{\φ}}_2},\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_2,{\mathrm{\φ}}_3],$

位移参数方程为： $y_3={\mathrm{\φ}}_2{v}_1-\frac{v_1{\mathrm{\φ}}_1}{2}+\frac{v_2-v_1}{2({\mathrm{\φ}}_3-{\mathrm{\φ}}_2)}{(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_2)}^2+v_1(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_2),\mathrm{\φ}\∈\left[{\mathrm{\φ}}_2,{\mathrm{\φ}}_3\right],$ v₂为工作段的加速阶段的末速度大小，

3）第二段等速阶段对应凸轮转角为[φ₃,φ₄]，

速率参数方程为：V₄＝v₂，φ∈[φ₃,φ₄]，

位移参数方程为： $y_4=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_2)+v_2(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_3),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_3,{\mathrm{\φ}}_4],$

4）减速阶段对应凸轮转角为[φ₄,φ₅]，

速率参数方程为： $V_5=\frac{v_3-v_2}{{\mathrm{\φ}}_5-{\mathrm{\φ}}_4}\mathrm{\φ}+\frac{{\mathrm{\φ}}_5{v}_2-{\mathrm{\φ}}_4{v}_3}{{\mathrm{\φ}}_5-{\mathrm{\φ}}_4},\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_4,{\mathrm{\φ}}_5],$

位移参数方程为： $y_5=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-{\mathrm{\φ}}_3{v}_2+2{\mathrm{\φ}}_4{v}_2)$ $+\frac{v_3-v_2}{2({\mathrm{\φ}}_5-{\mathrm{\φ}}_4)}{(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_4)}^2+v_2(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_4),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_4,{\mathrm{\φ}}_5],$ v₃为工作段的减速阶段的末速度大小，

5）第三段等速阶段对应凸轮转角为[φ₅,φ₆]，

速率参数方程为：V₆＝v₃，φ∈[φ₅,φ₆]，

位移参数方程为： $y_6=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-\mathrm{\φ}}_3{v}_2+{\mathrm{\φ}}_4{v}_2-{\mathrm{\φ}}_4{v}_3$ $+{\mathrm{\φ}}_5{v}_2+{\mathrm{\φ}}_5{v}_3)+v_3(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_5),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_5,{\mathrm{\φ}}_6];$

（3）正向等减速阶段对应凸轮转角为[φ₆,φ₇]，

速率参数方程为： $V_7=\frac{v_3}{{\mathrm{\φ}}_6-{\mathrm{\φ}}_7}(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_7),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_6,{\mathrm{\φ}}_7],$

位移参数方程为： $y_7=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-{\mathrm{\φ}}_3{v}_2+{\mathrm{\φ}}_4{v}_2-{\mathrm{\φ}}_4{v}_3+{\mathrm{\φ}}_5{v}_2-{\mathrm{\φ}}_5{v}_3$ $+2{\mathrm{\φ}}_6{v}_3)+\frac{v_3}{2({\mathrm{\φ}}_6-{\mathrm{\φ}}_7)}(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_6)(\mathrm{\φ}+{\mathrm{\φ}}_6-2{\mathrm{\φ}}_7),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_6,{\mathrm{\φ}}_7];$

（4）反向等加速阶段对应凸轮转角为[φ₇,φ₈]，

速率参数方程为： $V_8=\frac{v_4}{{\mathrm{\φ}}_7-{\mathrm{\φ}}_8}(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_7),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_7,{\mathrm{\φ}}_8],$

位移参数方程为： $y_8=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-{\mathrm{\φ}}_3{v}_2+{\mathrm{\φ}}_4{v}_2-{\mathrm{\φ}}_4{v}_3+{\mathrm{\φ}}_5{v}_2-{\mathrm{\φ}}_5{v}_3$ $+{\mathrm{\φ}}_6{v}_3+{\mathrm{\φ}}_7{v}_3)+\frac{v_4}{2({\mathrm{\φ}}_7-{\mathrm{\φ}}_8)}{(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_7)}^2,\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_7,{\mathrm{\φ}}_8],$ v₄为反向等加速阶段的末速度大小；

（5）反向等速阶段对应凸轮转角为[φ₈,φ₉]，

速率参数方程为：V₉＝-v₄，φ∈[φ₈,φ₉]，

位移参数方程为： $y_9=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-{\mathrm{\φ}}_3{v}_2+{\mathrm{\φ}}_4{v}_2-{\mathrm{\φ}}_4{v}_3+{\mathrm{\φ}}_5{v}_2-{\mathrm{\φ}}_5{v}_3$ $+{\mathrm{\φ}}_6{v}_3+{\mathrm{\φ}}_7{v}_3+{\mathrm{\φ}}_7{v}_4-{\mathrm{\φ}}_8{v}_4)-v_4(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_8),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_8,{\mathrm{\φ}}_9];$

（6）反向等减速阶段对应凸轮转角为[φ₉,φ₁₀]，

速率参数方程为： $V_{10}=\frac{v_4}{{\mathrm{\φ}}_{10}-{\mathrm{\φ}}_9}(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_{10}),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_9,{\mathrm{\φ}}_{10}],$

位移参数方程为： $y_{10}=\frac{1}{2}({\mathrm{\φ}}_2{v}_1-{\mathrm{\φ}}_2{v}_2-{\mathrm{\φ}}_1{v}_1+{\mathrm{\φ}}_3{v}_1-{\mathrm{\φ}}_3{v}_2+{\mathrm{\φ}}_4{v}_2-{\mathrm{\φ}}_4{v}_3+{\mathrm{\φ}}_5{v}_2-{\mathrm{\φ}}_5{v}_3$ $+{\mathrm{\φ}}_6{v}_3+{\mathrm{\φ}}_7{v}_3+{\mathrm{\φ}}_7{v}_4+{\mathrm{\φ}}_8{v}_4-2{\mathrm{\φ}}_9{v}_4)+\frac{v_4}{2({\mathrm{\φ}}_{10}-{\mathrm{\φ}}_9)}(\mathrm{\φ}-{\mathrm{\φ}}_9)(\mathrm{\φ}+{\mathrm{\φ}}_9-2{\mathrm{\φ}}_{10}),\mathrm{\φ}\∈[{\mathrm{\φ}}_9,{\mathrm{\φ}}_{10}];$

其中φ₁∈[26°,30°]，（φ₂-φ₁）∈[4°,6°]，（φ₄-φ₃）∈[10°,12°]，（φ₆-φ₄）∈[10°,12°]，（φ₆-φ₅）∈[4°,6°]，φ₆-φ₁=26°，φ₇=66°，φ₈=98.4°，φ₉=297.8°，φ₁₀取值条件为将φ＝φ₁₀带入位移参数方程y₁₀中有y₁₀＝0，v₁∈[0.2,0.3]mm/CA°，v₂∈[0.32,0.4]mm/CA°，v₃∈[0.18,0.25]mm/CA°，v₄∈[0.04,0.07]mm/CA°。

2.根据权利要求1所述的多段式型线的凸轮，其特征是：所述的φ₁为26°或27°、28°、29°、30°。

3.根据权利要求1或2所述的多段式型线的凸轮，其特征是：所述的v₁为0.35mm/CA°。

Images