CN1693681A - 摩托车发动机配气机构的凸轮 - Google Patents

Abstract

一种摩托车发动机配气机构的凸轮，该凸轮适用于125，150，200摩托车发动机配气机构。该凸轮不仅上升段工作段型线跃度处处连续，而且在型线升程最高点加速度自然连续，其型线包括基圆段型线，上升段缓冲段型线，由五段型线光滑连接而成的上升段工作段型线，下降段工作段两段型线，下降段缓冲段型线，上升段缓冲段型线与基圆段型线连接，上升段工作段的第一段型线与上升段缓冲段型线光滑连接，上升段工作段的第五段型线与下降段工作段第一段型线连接，下降段工作段第二段型线与下降段缓冲段型线连接，下降段缓冲段型线与基圆段型线连接。其优点是降低热机噪声，提高发动机高速段的功率。

Description

摩托车发动机配气机构的凸轮

技术领域

本发明所涉及一种摩托车发动机配气机构的凸轮，适用于125，150，200摩托车发动机配气机构。

背景技术

摩托车配气机构的凸轮包括凸轮中的通孔，凸轮左侧面的销孔和凸轮左部的环形槽和由基圆段型线，上升段缓冲段型线，上升段工作段五段型线，下降段工作段型线，下降段缓冲段型线组成的凸轮型线。

近年来，随着摩托车发动机的高速化，对配气机构的凸轮性能指标要求越来越高，其充气性与振动噪声，平稳性，可靠性之间的矛盾越来越突出。1981年廖晓山编写的吉林人民出版社出版的《汽车发动机配气机构》中所述，目前国内外配气机构中较完善的凸轮工作型线是低次—余弦组合曲线，其上升段工作段正加速度末点存在脉冲，跃度不是处处连续。1993年陆际清编写的清华大学出版社出版的《汽车发动机设计》中所述，凸轮型线下降段工作段在上升段工作段的基础上来进行非对称设计，要满足在型线升程最高点加速度自然连续，通常通过对缓冲段、上升段或下降段的分段角度、升程等参数进行一番繁琐的调整试算。

发明内容

本发明的目的，在于针对上述现有技术的不足，提供一种摩托车发动机配气机构的凸轮，该凸轮不仅上升段工作段型线跃度处处连续，而且在型线升程最高点加速度自然连续，提高了摩托车发动机功率和降低了摩托车发动机工作噪音。

为实现上述发明目的，其技术方案是：

该凸轮的凸轮型线包括基圆段型线，上升段缓冲段型线，由五段型线光滑连接而成的上升段工作段型线，下降段工作段两段型线，下降段缓冲段型线，上升段缓冲段型线与基圆段型线连接，上升段工作段的第一段型线与上升段缓冲段型线光滑连接，上升段工作段的第五段型线与下降段工作段第一段型线连接，下降段工作段第二段型线与下降段缓冲段型线连接，下降段缓冲段型线与基圆段型线连接。

凸轮型线上升段缓冲段(夹角为β₁)型线方程为摆线-等速曲线。

将上升段工作段起始点角度α取为0，可得本发明上升段工作段型线方程式如下：

式中： $Q=\frac{1}{\mathrm{\ω}}\sqrt{\frac{K}{M}},$ K：气门弹簧刚度(N/m)，M：等效质量(kg)，ω：凸轮转速(rad/s)，A₀，A₁......A₁₆，A₁₇为待定十八个常数，h：挺柱升程，α：凸轮转角，α₁、α₂、α₃、α₄、α₅分别为上升段工作段第一、二、三、四、五段末点分段角度。

下降段工作段两段型线方程式如下：

式中： $h_{\mathrm{bx}}=L_{\max }-L_{12}+\frac{-4A_{16}{p}^2{\mathrm{\α}}^2}{{\mathrm{\π}}^2},\mathrm{\θ}=\frac{\mathrm{\α}}{(q-p){\mathrm{\α}}_5}-\frac{1+p}{q-p},q=\frac{{\mathrm{\φ}}_2-{\mathrm{\β}}_2}{{\mathrm{\φ}}_1-{\mathrm{\β}}_1},$

h：挺柱升程，α：凸轮转角，p：下降段工作段的简谐段凸轮包角与上升段工作段凸轮包角之比，L_max：挺柱最大升程，q：下降段工作段凸轮包角与上升段工作段凸轮包角之比，φ₁、φ₂分别为上升段和下降段凸轮包角，β₁：上升段缓冲段凸轮包角，β₂：下降段缓冲段凸轮包角，L₁₂：下降段缓冲段升程，V₁₂：下降段缓冲段的起始速度(mm/度)。下降段工作段第一段夹角为pψ，第二段夹角为(q-p)ψ，ψ为上升段工作段凸轮包角。

凸轮型线下降段缓冲段(夹角为β₁)，型线方程为摆线-等速。

通过选择摆线-等速缓冲段曲线，缓冲段和工作段的升程、分段包角，根据边界条件建立线性方程组可得A₀，A₁......A₁₆，A₁₇十八个常数。

由h(0)＝0，推出A₀-L₁₁＝0。式中：L₁₁为下降段缓冲段升程。

由 $\frac{\mathrm{dh}}{\mathrm{d\α}}{|}_{\mathrm{\α}=0}=V_{11},$ 推出A₁-V₁₁＝0。式中：V₁₁为缓冲段末速度(mm/度)。

分别由α＝α₁、α₂、α₃、α₄时升程，速度，加速度，跃度相等的边界条件列出十六个方程，但α＝α₃时，跃度都为0，因此可列十五个方程。

由α＝α₅时，推出 $A_{16}\frac{1}{Q^2}+A_{17}-L_{\max }=0.$

因此，根据上述凸轮型线的十八个方程和A₀，A₁......A₁₆，A₁₇十八个未知数，得矩阵方程如下：

其中： $\begin{array}{ccc}{d}_1={\mathrm{\α}}_1^2,& d_2={\mathrm{\α}}_1^3,& d_3={\mathrm{\α}}_1^4,\end{array}$ d₄＝α₂-α₃， $d_5=d_4^2,$ $\begin{array}{ccc}{d}_6=d_4^3,& d_7=d_4^4,& d_8={\mathrm{\α}}_2^2,\end{array}{d}_9={\mathrm{\α}}_2^3,d_{10}={\mathrm{\α}}_2^4,$ d₁₁＝α₁₄-α₁₃， $\begin{array}{ccc}{d}_{12}=d_{11}^2,& d_{13}=d_{11}^3,& d_{14}=d_{11}^4,\end{array}$ d₁₅＝cos((πQ(α₅-α₄)/180)/Q²)，

d₁₆＝sin((πQ(α₅-α₄)/180)/Q)，d₁₇＝-πd₁₆/180，d₁₈＝π²Q²d₁₅/180²，d₁₉＝π³Qd₁₆/180³。

下降段工作段曲线由两段曲线组合而成，当α∈[α₅，(1+p)α₅]时：

$\mathrm{\α}=-A_{16}\cos \left[\frac{\mathrm{\π}(\frac{\mathrm{\α}}{{\mathrm{\α}}_5}-1)}{2p}\right]$

$V=-\frac{2A_{16}\×p{\mathrm{\α}}_5}{\mathrm{\π}}\sin \left[\frac{\mathrm{\π}(\frac{\mathrm{\α}}{{\mathrm{\α}}_5}-1)}{2p}\right]+c_1$

$s=\frac{4A_{16}{p}^2{\mathrm{\α}}_5^2}{{\mathrm{\π}}^2}\cos \left(\right[\frac{\mathrm{\π}(\frac{\mathrm{\α}}{{\mathrm{\α}}_5}-1)}{2p}\left]\right)+c_1\mathrm{\α}+c_2$

当α∈[(1+p)α₅，(1+q)α₅]时：

$s=-\frac{V_{12}{\mathrm{\α}}_5(q-p)+c_2}{\mathrm{\π}}\sin (\frac{\mathrm{\α}}{(q-p){\mathrm{\α}}_5}-\frac{1+p}{q-p})-\frac{c_2\mathrm{\α}}{(q-p){\mathrm{\α}}_5}+\frac{(1+q)c_2}{q-p}+L_{12}$

$V=-(V_{12}+\frac{c_2}{(q-p){\mathrm{\α}}_5})\cos \left[\mathrm{\π}(\frac{\mathrm{\α}}{(q-p){\mathrm{\α}}_5}-\frac{1+p}{q-p})\right]-\frac{c_2}{(q-p){\mathrm{\α}}_5}$

$a=\frac{\mathrm{\π}}{(q-p){\mathrm{\α}}_5}(V_{12}+\frac{c_2}{(q-p){\mathrm{\α}}_5})\sin (\mathrm{\π}\left(\frac{\mathrm{\α}}{(q-p){\mathrm{\α}}_5}\right)+\frac{1+p}{q-p})$

当α＝α₅时：速度为0，得c₁＝0。

当α＝(1+p)α₅时： $c_2=L_m-L_{12}-\frac{4A_{16}{p}^2{\mathrm{\α}}_5^2}{{\mathrm{\π}}^2}.$

当α＝(1+p)α₅时，根据两段曲线速度连续得：

$-(V_{12}+\frac{2c_2}{(q-p){\mathrm{\α}}_5})=-\frac{2A_{16}p{\mathrm{\α}}_5}{\mathrm{\π}},$ 把c₂代入该方程得：

$(-\frac{8A_{16}{\mathrm{\α}}_5^2}{\mathrm{\π}}+2A_{16}{\mathrm{\α}}^2)P^2-(2A_{16}{q}^2{\mathrm{\α}}_5^2+\mathrm{\π}{V}_{12}{\mathrm{\α}}_5)p+\mathrm{\πq}{V}_{12}{\mathrm{\α}}_5+2\mathrm{\π}(L_m-L_{12})=0$

型线设计时算出q，通过解此一元二次方程，得：

$p=\frac{(-b-\sqrt{b^2-4\mathrm{ac}})}{2a}$

其中： $a={\mathrm{\α}}_5^2(2A_{16}-\frac{8A_{16}}{\mathrm{\π}}),b=-(\mathrm{\π}{V}_{12}{\mathrm{\α}}_5+2A_{16}q{\mathrm{\α}}_5^2)$

其中上升段工作段第一、二、五段为现有技术，上升段工作段第三、四段和下降段为本发明技术，本发明技术使上升段工作段跃度处处连续，型线升程最高点加速度自然连续。通过计算得本发明的基本参数取值范围是：

φ₁＝70°-95°，β₁＝18°-25°，α₁＝1°-5°，α₂-α₁＝5°-15°，α₃-α₂＝1°-10°，α₄-α₃＝1°-10°，α₅-α₄＝45°-60°，φ₂＝80°-110°，β₂＝20°-30°，L₁₁＝0.20-0.32mm，L₁₂＝0.25-0.35mm，L_max＝6-8mm。凸轮基圆半径R₀＝10-20mm，与挺柱的接触宽度B＝14-20mm。

采用上述凸轮型线，通过选择本发明基本参数，制成的凸轮具有如下优点：该凸轮的上升段工作段型线跃度处处连续，并且型线升程最高点加速度自然连续。通过所作的外特性试验表明，采用该型线不同的基本参数制成的凸轮应用于125，150，200摩托车发动机，不仅具有较低的热机噪声，而且使125，150，200摩托车发动机高速段的功率明显提升。如表1为应用本发明前后外特性试验发动机功率对比表：

表1.应用本发明前后外特性试验发动机功率对比表：

(表1中功率单位为KW，转速单位为r/min)

附图说明

图1为本发明各段型线分布图；

图2为图3中A-A剖视图；

图3为凸轮左视图；

图4为凸轮右视图；

图5为本发明的型线分段角度和升程示意图；

图6为本发明的型线升程曲线示意图；

图7为本发明的型线速度曲线示意图；

图8为本发明的型线加速度曲线示意图；

图9为本发明的型线跃度曲线示意图。

具体实施方式

实施例1：

应用于125摩托车发动机配气机构的凸轮的上升段工作段五段型线方程式是：

其中：下降段工作段两段型线方程式是：

式中：

该凸轮基本参数取值是：

上升段凸轮包角φ₁＝90°，下降段凸轮包角φ₂＝100°，

上升段缓冲段包角β₁＝18°，下降段缓冲段包角β₂＝24°，α₁＝4°，α₂-α₁＝14°，α₃-α₂＝4°，α₄-α₃＝5°，α₅-α₄＝45°，最大升程L_max＝6.25mm，上升段缓冲段升程L₁₁＝0.25mm，下降段缓冲段升程L₁₂＝0.30mm，凸轮基圆半径R₀为13.30mm，与挺柱的接触宽度B＝16.5mm。

表2.实施例1凸轮升程数据表：

        表2.摩托车125发动机凸轮升程数据表：

角度     升程        角度      升程       角度       升程

0       0.0000       44       1.1740       88       6.2237

1       0.0008       45       1.2497       89       6.2429

2       0.0044       46       1.3293       90       6.2500

3       0.0116       47       1.4128       91       6.2447

4       0.0225       48       1.5001       92       6.2272

5       0.0364       49       1.5915       93       6.1975

6       0.0516       50       1.6869       94       6.1558

7       0.0668       51       1.7863       95       6.1027

8       0.0820       52       1.8899       96       6.0387

9       0.0971       53       1.9976       97       5.9644

10      0.1123       54       2.1094       98       5.8807

11      0.1275       55       2.2253       99       5.7882

12      0.1427       56       2.3453       100      5.6879

13      0.1578       57       2.4694       101      5.5805

14      0.1730       58       2.5974       102      5.4669

15      0.1882       59       2.7292       103      5.3479

16      0.2034       60       2.8647       104      5.2243

17      0.2185       61       3.0037       105      5.0969

18      0.2337       62       3.1459       106      4.9663

19      0.2489       63       3.2911       107      4.8332

20      0.2641       64       3.4389       108      4.6983

21      0.2793       65       3.5889       109      4.5622

22      0.2949       66       3.7404       110      4.4254

23      0.3113       67       3.8930       111      4.2883

24      0.3288       68       4.0458       112      4.1515

25      0.3476       69       4.1982       113      4.0153

26      0.3679       70       4.3495       114      3.8800

27      0.3901       71       4.4993       115      3.7460

28      0.4143       72       4.6470       116      3.6134

29      0.4406       73       4.7920       117      3.4827

30      0.4692       74       4.9338       118      3.3539

31      0.5002       75       5.0716       119      3.2273

32      0.5338       76       5.2049       120      3.1031

33      0.5701       77       5.3331       121      2.9814

34      0.6091       78       5.4554       122      2.8623

35      0.6511       79       5.5714       123      2.7459

36      0.6960       80       5.6802       124      2.6324

37      0.7440       81       5.7813       125      2.5217

38      0.7952       82       5.8741       126      2.4141

39      0.8497       83       5.9580       127      2.3094

40      0.9075       84       6.0323       128      2.2077

41      0.9688       85       6.0965       129      2.1091

42      1.0336       86       6.1502       130      2.0136

43      1.1019       87       6.1927       131      1.9212

角度     升程         角度     升程

132      1.8318       178      0.14419

133      1.74551      179      0.12883

134      1.66226      180      0.11347

135      1.58205      181      0.0981

136      1.50484      182      0.08274

137      1.43062      183      0.06738

138      1.35934      184      0.05202

139      1.29096      185      0.03667

140      1.22546      186      0.0226

141      1.16279      187      0.0117

142      1.10289      188      0.00444

143      1.04573      189      0.00078

144      0.99125      190      0

145      0.9394

146      0.89013

147      0.84337

148      0.79907

149      0.75716

150      0.71758

151      0.68026

152      0.64512

153      0.61209

154      0.58109

155      0.55202

156      0.52481

157      0.49934

158      0.47552

159      0.45324

160      0.43236

161      0.41277

162      0.39432

163      0.37686

164      0.36021

165      0.34419

166      0.3286

167      0.31321

168      0.29784

169      0.28247

170      0.26711

171      0.25174

172      0.23638

173      0.22101

174      0.20565

175      0.19028

176      0.17492

177      0.15955

实施例2：

应用于150摩托车发动机配气机构的凸轮的上升段工作段五段型线方程式是：

其中：下降段工作段两段型线方程式是：

式中：

$h_{\mathrm{bx}}=6.70-0.31+\frac{-4\×10.4624\×{0.837}^2{\mathrm{\α}}^2}{{\mathrm{\π}}^2},$

该凸轮基本参数取值是：

上升段凸轮包角φ₁＝92°，下降段凸轮包角φ₂＝103°，上升段缓冲段包角β₁＝18°，下降段缓冲段包角β₂＝24°，α₁＝3°，α₂-α₁＝12°，α₃-α₂＝5°，α₄-α₃＝4°，α₅-α₄＝50°，最大升程L_max＝6.70mm，上升段缓冲段升程L₁₁＝0.26mm，下降段缓冲段升程L₁₂＝0.31mm，凸轮基圆半径R₀为13.30mm，与挺柱的接触宽度B＝16.5mm。

表3.实施例2发动机凸轮升程数据表：

         表3.摩托车125发动机凸轮升程数据表：

角度     升程      角度      升程      角度      升程

0       0.0000      44      1.2292      88      6.5992

1       0.0008      45      1.3057      89      6.6417

2       0.0047      46      1.3860      90      6.6728

3       0.0123      47      1.4702      91      6.6923

4       0.0237      48      1.5583      92      6.6999

5       0.0387      49      1.6504      93      6.6954

6       0.0556      50      1.7466      94      6.6788

7       0.0726      51      1.8469      95      6.6501

8       0.0896      52      1.9514      96      6.6094

9       0.1066      53      2.0600      97      6.5572

10      0.1236      54      2.1729      98      6.4938

11      0.1406      55      2.2899      99      6.4197

12      0.1576      56      2.4111      100     6.3355

13      0.1746      57      2.5365      101     6.2419

14      0.1916      58      2.6660      102     6.1396

15      0.2087      59      2.7995      103     6.0294

16      0.2257      60      2.9369      104     5.9119

17      0.2427      61      3.0781      105     5.7880

18      0.2597      62      3.2228      106     5.6585

19      0.2767      63      3.3708      107     5.5240

20      0.2937      64      3.5218      108     5.3854

21      0.3107      65      3.6755      109     5.2432

22      0.3280      66      3.8313      110     5.0983

23      0.3460      67      3.9888      111     4.9512

24      0.3650      68      4.1473      112     4.8024

25      0.3852      69      4.3062      113     4.6527

26      0.4069      70      4.4647      114     4.5025

27      0.4304      71      4.6222      115     4.3523

28      0.4557      72      4.7782      116     4.2026

29      0.4832      73      4.9322      117     4.0539

30      0.5129      74      5.0835      118     3.9065

31      0.5449      75      5.2317      119     3.7610

32      0.5795      76      5.3761      120     3.6175

33      0.6167      77      5.5162      121     3.4763

34      0.6567      78      5.6513      122     3.3377

35      0.6995      79      5.7808      123     3.2020

36      0.7453      80      5.9041      124     3.0692

37      0.7941      81      6.0207      125     2.9395

38      0.8461      82      6.1299      126     2.8130

39      0.9014      83      6.2311      127     2.6899

40      0.9599      84      6.3239      128     2.5701

41      1.0219      85      6.4076      129     2.4539

42      1.0874      86      6.4817      130     2.3411

43      1.1565      87      6.5457      131     2.2318

角度      升程       角度      升程

132      2.1261      178      0.1935

133      2.0239      179      0.1802

134      1.9253      180      0.1668

135      1.8302      181      0.1535

136      1.7386      182      0.1402

137      1.6504      183      0.1269

138      1.5657      184      0.1136

139      1.4844      185      0.1003

140      1.4065      186      0.0870

141      1.3318      187      0.0737

142      1.2605      188      0.0604

143      1.1923      189      0.0471

144      1.1274      190      0.0337

145      1.0655      191      0.0210

146      1.0066      192      0.0109

147      0.9508      193      0.0041

148      0.8979      194      0.0007

149      0.8478      195      0.0000

150      0.8005

151      0.7560

152      0.7140

153      0.6747

154      0.6379

155      0.6034

156      0.5713

157      0.5415

158      0.5138

159      0.4881

160      0.4643

161      0.4423

162      0.4221

163      0.4033

164      0.3860

165      0.3698

166      0.3547

167      0.3404

168      0.3267

169      0.3133

170      0.3000

171      0.2867

172      0.2734

173      0.2600

174      0.2467

175      0.2334

176      0.2201

177      0.2068

实施例3：

应用于200摩托车发动机配气机构的凸轮的上升段工作段五段型线方程式是：

其中：下降段工作段两段型线方程式是：

式中：

$h_{\mathrm{bx}}=7.00-0.32+\frac{-4\×9.59792\×{0.926}^2{\mathrm{\α}}^2}{{\mathrm{\π}}^2},$

该凸轮基本参数取值是：

上升段凸轮包角φ₁＝95°，下降段凸轮包角φ₂＝105°，上升段缓冲段包角β₁＝18°，下降段缓冲段包角β₂＝24°，α₁＝2°，α₂-α₁＝10°，α₃-α₂＝6°，α₄-α₃＝5°，α₅-α₄＝54°，

最大升程L_max＝7.00mm，上升段缓冲段升程L₁₁＝0.27mm，下降段缓冲段升程L₁₂＝0.32mm，凸轮基圆半径R₀为13.30mm，与挺柱的接触宽度B＝16.5mm。

表4.实施例3凸轮升程数据表：

表4.摩托车200发动机凸轮升程数据表：

角度    升程      角度    升程      角度    升程

0      0.0000     44     1.0024     88      6.6791

1      0.0008     45     1.0687     89      6.7598

2      0.0043     46     1.1387     90      6.8297

3      0.0113     47     1.2126     91      6.8883

4      0.0219     48     1.2905     92      6.9349

5      0.0353     49     1.3723     93      6.9693

6      0.0497     50     1.4582     94      6.9911

7      0.0641     51     1.5483     95      6.9998

8      0.0785     52     1.6427     96      6.9954

9      0.0929     53     1.7413     97      6.9778

10     0.1072     54     1.8444     98      6.9469

11     0.1216     55     1.9518     99      6.9029

12     0.1360     56     2.0638     100      6.8463

13     0.1504     57     2.1802     101      6.7774

14     0.1647     58     2.3012     102      6.6968

15     0.1791     59     2.4268     103      6.6051

16     0.1935     60     2.5569     104      6.5032

17     0.2079     61     2.6914     105      6.3918

18     0.2223     62     2.8304     106      6.2718

19     0.2366     63     2.9737     107      6.1441

20     0.2510     64     3.1213     108      6.0094

21     0.2654     65     3.2728     109      5.8686

22     0.2798     66     3.4282     110      5.7226

23     0.2942     67     3.5870     111      5.5722

24     0.3086     68     3.7490     112      5.4182

25     0.3235     69     3.9137     113      5.2612

26     0.3393     70     4.0806     114      5.1020

27     0.3562     71     4.2490     115      4.9413

28     0.3746     72     4.4183     116      4.7796

29     0.3946     73     4.5875     117      4.6175

30     0.4165     74     4.7558     118      4.4557

31     0.4405     75     4.9228     119      4.2947

32     0.4667     76     5.0878     120      4.1351

33     0.4953     77     5.2501     121      3.9773

34     0.5264     78     5.4092     122      3.8217

35     0.5602     79     5.5645     123      3.6686

36     0.5968     80     5.7152     124      3.5184

37     0.6363     81     5.8607     125      3.3714

38     0.6788     82     6.0004     126      3.2276

39     0.7244     83     6.1335     127      3.0873

40     0.7732     84     6.2595     128      2.9506

41     0.8253     85     6.3777     129      2.8176

42     0.8808     86     6.4875     130      2.6884

43     0.9398     87     6.5881     131      2.5631

角度    升程     角度    升程

132    2.4417    178    0.2307

133    2.3243    179    0.2190

134    2.2107    180    0.2073

135    2.1011    181    0.1955

136    1.9954    182    0.1838

137    1.8936    183    0.1720

138    1.7957    184    0.1603

139    1.7016    185    0.1485

140    1.6113    186    0.1368

141    1.5247    187    0.1250

142    1.4418    188    0.1133

143    1.3625    189    0.1016

144    1.2868    190    0.0898

145    1.2146    191    0.0781

146    1.1458    192    0.0663

147    1.0804    193    0.0546

148    1.0184    194    0.0428

149    0.9596    195    0.0311

150    0.9039    196    0.0196

151    0.8514    197    0.0102

152    0.8019    198    0.0038

153    0.7554    199    0.0007

154    0.7117    200    0.0000

155    0.6709

156    0.6327

157    0.5972

158    0.5643

159    0.5338

160    0.5056

161    0.4797

162    0.4559

163    0.4341

164    0.4142

165    0.3961

166    0.3795

167    0.3642

168    0.3502

169    0.3372

170    0.3249

171    0.3130

172    0.3012

173    0.2895

174    0.2777

175    0.2660

176    0.2542

177    0.2425

Claims (4)

1.一种摩托车发动机配气机构的凸轮，包括凸轮中的通孔，凸轮左侧面的销孔，凸轮左端的环形槽；其特征在于该凸轮的凸轮型线包括基圆段型线，上升段缓冲段型线，由五段型线光滑连接而成的上升段工作段型线，下降段工作段两段型线，下降段缓冲段型线，上升段缓冲段型线与基圆段型线连接，上升段工作段的第一段型线与上升段缓冲段型线光滑连接，上升段工作段的第五段型线与下降段工作段第一段型线连接，下降段工作段第二段型线与下降段缓冲段型线连接，下降段缓冲段型线与基圆段型线连接；其中上升段工作段五段型线应分别满足以下方程式：

式中： $Q=\frac{1}{\mathrm{\ω}}\sqrt{\frac{K}{M}},$

其中：

K：气门弹簧刚度(N/m)，M：等效质量(kg)，ω：凸轮转速(rad/s)，

A₀，A₁......A₁₆，A₁₇为待定十八个常数，h：挺柱升程，α：凸轮转角，

α₁、α₂、α₃、α₄、α₅分别为上升段工作段第一、二、三、四、五段末点分段角度，

其中：下降段工作段两段型线应分别满足以下方程式：

式中： $h_{\mathrm{bx}}=L_{\max }-L_{12}+\frac{-4A_{16}{p}^2{\mathrm{\α}}^2}{{\mathrm{\π}}^2},$ $\mathrm{\θ}=\frac{\mathrm{\α}}{(q-p){\mathrm{\α}}_5}-\frac{1+p}{q-p},$ $q=\frac{{\mathrm{\φ}}_2-{\mathrm{\β}}_2}{{\mathrm{\φ}}_1-{\mathrm{\β}}_1},$

其中：

h：挺柱升程，α：凸轮转角，L_max：挺柱最大升程，

β₁：上升段缓冲段凸轮包角，β₂：下降段缓冲段凸轮包角，

L₁₁：上升段缓冲段升程，L₁₂：下降段缓冲段升程，

p：下降段工作段的简谐段凸轮包角与上升段工作段凸轮包角之比，

q：下降段工作段凸轮包角与上升段工作段凸轮包角之比，

φ₁、φ₂分别为上升段和下降段凸轮包角，

V₁₂：下降段缓冲段的起始速度(mm/度)，

该凸轮基本参数取值范围是：

φ₁＝70°-95°，φ₂＝80°-110°，β₁＝18°-25°，

β₂＝20°-30°，α₁＝1°-5°，α₂-α₁＝5°-15°，

α₃-α₂＝1°-10°，α₄-α₃＝1°-10°，α₅-α₄＝45°-60°，

L_max＝6-8mm，L₁₁＝0.20-0.32mm，L₁₂＝0.25-0.35mm，

凸轮基圆半径R₀＝10-20mm，与挺柱的接触宽度B＝14-20mm。

2.根据权利要求1所述的摩托车发动机配气机构的凸轮，其特征是：应用于125摩托车发动机配气机构的凸轮的上升段工作段五段型线方程式是：

其中：下降段工作段两段型线方程式是：

式中：

$h_{\mathrm{bx}}=6.25-0.30+\frac{-4\×10.98841\×0.836^2{\mathrm{\α}}^2}{{\mathrm{\π}}^2},$

该凸轮基本参数取值是：

上升段凸轮包角φ₁＝90°，    下降段凸轮包角φ₂＝100°，

上升段缓冲段包角β₁＝18°，  下降段缓冲段包角β₂＝24°，

α₁＝4°，α₂-α₁＝14°，α₃-α₂＝4°，α₄-α₃＝5°，α₅-α₄＝45°，

最大升程L_max＝6.25mm，       上升段缓冲段升程L₁₁＝0.25mm，

下降段缓冲段升程L₁₂＝0.30mm，凸轮基圆半径R₀为13.30mm，

与挺柱的接触宽度B＝16.5mm。

3.根据权利要求1所述的摩托车发动机配气机构的凸轮，其特征是：应用于150摩托车发动机配气机构的凸轮的上升段工作段五段型线方程式是：

其中：下降段工作段两段型线方程式是：

式中：

$h_{\mathrm{bx}}=6.70-0.31+\frac{-4\×10.4624\×0.837^2{\mathrm{\α}}^2}{{\mathrm{\π}}^2},$

该凸轮基本参数取值是：

上升段凸轮包角φ₁＝92°，    下降段凸轮包角φ₂＝103°，

上升段缓冲段包角β₁＝18°，  下降段缓冲段包角β₂＝24°，

α₁＝3°，α₂-α₁＝12°，α₃-α₂＝5°，α₄-α₃＝4°，α₅-α₄＝50°，

最大升程L_max＝6.70mm，       上升段缓冲段升程L₁₁＝0.26mm，

下降段缓冲段升程L₁₂＝0.31mm，凸轮基圆半径R₀为13.30mm，

与挺柱的接触宽度B＝16.5mm。

4.根据权利要求1所述的摩托车发动机配气机构的凸轮，其特征是：应用于200摩托车发动机配气机构的凸轮的上升段工作段五段型线方程式是：

其中：下降段工作段两段型线方程式是：

式中：

$h_{\mathrm{bx}}=7.00-0.32+\frac{-4\×9.59792\×0.926^2{\mathrm{\α}}^2}{{\mathrm{\π}}^2},$

该凸轮基本参数取值是：

上升段凸轮包角φ₁＝95°，    下降段凸轮包角φ₂＝105°，

上升段缓冲段包角β₁＝18°，  下降段缓冲段包角β₂＝24°，

α₁＝2°，α₂-α₁＝10°，α₃-α₂＝6°，α₄-α₃＝5°，α₅-α₄＝54°，

最大升程L_max＝7.00mm，       上升段缓冲段升程L₁₁＝0.27mm，

下降段缓冲段升程L₁₂＝0.32mm，凸轮基圆半径R₀为13.30mm，

与挺柱的接触宽度B＝16.5mm。