CN109707544A - 一种低噪声高压油泵凸轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种低噪声高压油泵凸轮，其型线由升程段、回程段和基圆段组成，升程段由正向加速度增加段、正向加速度减小段、加速度零段和负向加速度增加段组成，回程段与升程段关于凸轮径向中心线对称。本发明提供的低噪声高压油泵凸轮，其型线的升程段由正向加速度增加段、正向加速度减小段、加速度零段以及负向加速度增加段组成，整段加速度光滑连续，无刚性和柔性冲击，降低了扭矩波动，从而降低了高压油泵振动与噪声。

Description

一种低噪声高压油泵凸轮

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种低噪声高压油泵凸轮。

背景技术

发动机NVH(Noise、Vibration和Harshness的英文缩写)水平作为影响整车舒适性的重要指标，越来越受到人们的重视。随着发动机上各功能零部件噪声的不断改善，日益突出了过去的一些次要噪声源，如高压油泵噪声，高压油泵激励引发的柴油机噪声是非常重要的固体传导噪声，对柴油机的噪声影响最大。

现有技术即常规喷油系统凸轮的型线设计往往只关注油泵供油性能，对油泵激励没有关注。常规凸轮的型线为切线凸轮，不足之处为切线与圆弧交接处，型线加速度不连续，存在柔性冲击，整个系统在供油过程中高压油泵产生较大激励，通过齿轮轴承将激励力传递到机体，激励力会在机体结构内快速传播，当遇到薄壁结构时，便会激发这些结构的剧烈振动，并向外辐射噪声，引发柴油机噪声问题。

因此，亟需设计一种低噪声高压油泵凸轮以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低噪声高压油泵凸轮，以降低油泵激励，从而降低柴油机噪声。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种低噪声高压油泵凸轮，所述凸轮的型线由升程段、回程段和基圆段组成，所述升程段由正向加速度增加段、正向加速度减小段、加速度零段和负向加速度增加段组成，所述回程段与所述升程段关于凸轮径向中心线对称。

作为优选，所述升程段的位移方程表达式如下：

其中，式(1)为正向加速度增加段和正向加速度减小段的位移方程表达式，式(2)为加速度零段的位移方程表达式，式(3)为负向加速度增加段的位移方程表达式；

式中，y为凸轮升程，A₀～A₁₁为各段方程的各项系数，α、α₁、α₂和α₃为凸轮转角。

作为优选，以基圆段的圆心为坐标建立直角坐标系，升程段和回程段分别位于第二象限和第三象限，凸轮转角由90deg转至102deg时为正向加速度增加段，凸轮转角由102deg转至124deg时为正向加速度减小段，凸轮转角由124deg转至143deg时为加速度零段，凸轮转角由143deg转至180deg时为负向加速度增加段。

作为优选，当凸轮转角转至102deg时，凸轮加速度增加至19.5621mm/rad²；当凸轮转角转至124deg时，凸轮加速度减小至0；当凸轮转角转至143deg时，凸轮加速度保持为0；当凸轮转角转至180deg时，凸轮加速度增加至-13.3046mm/rad²。

作为优选，加速度零段时，凸轮速度达到最大值6.6862mm/rad，且保持匀速。

作为优选，凸轮的最大升程为7mm。

作为优选，升程段凸轮的升程、速度和加速度与凸轮转角的对应关系如下：

所述转角的单位为deg，升程的单位为mm，速度的单位为mm/rad，加速度的单位为mm/rad²。

作为优选，基圆段的位移方程表达式为0。

作为优选，基圆段的半径为15mm。

作为优选，所述凸轮的型线的曲率半径大于0。

本发明相比于现有技术的有益效果：

本发明提供的低噪声高压油泵凸轮，首先，其型线的升程段由正向加速度增加段、正向加速度减小段、加速度零段以及负向加速度增加段组成，整段加速度光滑连续，无刚性和柔性冲击，降低了扭矩波动，从而降低了高压油泵振动与噪声；其次，其型线的加速度零段(即燃油供油段)供油速度最大，并且保持匀速，角度范围宽，可以匹配更高的油泵转速需求；最后，其型线的升程段和回程段关于凸轮径向中心线对称，可以实现油泵正转和反转需求。

附图说明

图1是本发明凸轮轮廓示意图；

图2是本发明低噪声高压油泵凸轮控制的从动件运动规律曲线。

图中：

1-升程段；2-回程段；3-基圆段。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

如图1和图2所示，本发明提供一种低噪声高压油泵凸轮，凸轮的型线由升程段1、回程段2和基圆段3组成，升程段1由正向加速度增加段、正向加速度减小段、加速度零段和负向加速度增加段组成，回程段2与升程段1关于凸轮径向中心线对称。

具体地，升程段的位移方程表达式如下：

其中，式(1)为正向加速度增加段和正向加速度减小段的位移方程表达式，式(2)为加速度零段的位移方程表达式，式(3)为负向加速度增加段的位移方程表达式；

式中，y为凸轮升程，A₀～A₁₁为各段方程的各项系数，α、α₁、α₂和α₃为凸轮转角。

在本实施例中，以基圆段3的圆心为坐标建立直角坐标系，升程段1和回程段2分别位于第二象限和第三象限，凸轮转角由90deg转至102deg时为正向加速度增加段；凸轮转角由102deg转至124deg时为正向加速度减小段；凸轮转角由124deg转至143deg时为加速度零段，在加速度零段，凸轮速度达到最大，且保持匀速；凸轮转角由143deg转至180deg时为负向加速度增加段。在本实施例中，凸轮的升程、速度和加速度与凸轮转角的对应关系见表一。

表一 凸轮的升程、速度和加速度与凸轮转角的对应关系

本发明提供的低噪声高压油泵凸轮，首先，其型线的升程段由正向加速度增加段、正向加速度减小段、加速度零段以及负向加速度增加段组成，整段加速度光滑连续，无刚性和柔性冲击，降低了扭矩波动，从而降低了高压油泵振动与噪声；其次，其型线的加速度零段(即燃油供油段)供油速度最大，并且保持匀速，角度范围宽，可以匹配更高的油泵转速需求；再其次，其型线的升程段和回程段关于凸轮径向中心线对称，可以实现油泵正转和反转需求；最后，凸轮的型线的曲率半径大于零，易于加工。此外，基圆段半径为15mm，基圆段的位移方程表达式为0。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低噪声高压油泵凸轮，其特征在于，所述凸轮的型线由升程段、回程段和基圆段组成，所述升程段由正向加速度增加段、正向加速度减小段、加速度零段和负向加速度增加段组成，所述回程段与所述升程段关于凸轮径向中心线对称。

2.根据权利要求1所述的低噪声高压油泵凸轮，其特征在于，所述升程段的位移方程表达式如下：

其中，式(1)为正向加速度增加段和正向加速度减小段的位移方程表达式，式(2)为加速度零段的位移方程表达式，式(3)为负向加速度增加段的位移方程表达式；

式中，y为凸轮升程，A₀～A₁₁为各段方程的各项系数，α、α₁、α₂和α₃为凸轮转角。

3.根据权利要求1所述的低噪声高压油泵凸轮，其特征在于，以基圆段的圆心为坐标建立直角坐标系，升程段和回程段分别位于第二象限和第三象限，凸轮转角由90deg转至102deg时为正向加速度增加段，凸轮转角由102deg转至124deg时为正向加速度减小段，凸轮转角由124deg转至143deg时为加速度零段，凸轮转角由143deg转至180deg时为负向加速度增加段。

4.根据权利要求3所述的低噪声高压油泵凸轮，其特征在于，当凸轮转角转至102deg时，凸轮加速度增加至19.5621mm/rad²；当凸轮转角转至124deg时，凸轮加速度减小至0；当凸轮转角转至143deg时，凸轮加速度保持为0；当凸轮转角转至180deg时，凸轮加速度增加至-13.3046mm/rad²。

5.根据权利要求3所述的低噪声高压油泵凸轮，其特征在于，加速度零段时，凸轮速度达到最大值6.6862mm/rad，且保持匀速。

6.根据权利要求3所述的低噪声高压油泵凸轮，其特征在于，凸轮的最大升程为7mm。

7.根据权利要求3所述的低噪声高压油泵凸轮，其特征在于，升程段凸轮的升程、速度和加速度与凸轮转角的对应关系如下：

所述转角的单位为deg，升程的单位为mm，速度的单位为mm/rad，加速度的单位为mm/rad²。

8.根据权利要求1所述的低噪声高压油泵凸轮，其特征在于，基圆段的位移方程表达式为0。

9.根据权利要求1所述的低噪声高压油泵凸轮，其特征在于，基圆段的半径为15mm。

10.根据权利要求1所述的低噪声高压油泵凸轮，其特征在于，所述凸轮的型线的曲率半径大于0。