CN203161310U - 一种非对称汽油机凸轮型线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公布了一种非对称汽油机凸轮型线,包括基圆和凸桃,所述凸桃一端至另一端依次为开启缓冲段、开启基本段、关闭基本段和关闭缓冲段,其特征在于:所述开启缓冲段包角为20°-25°凸轮转角,所述开启基本段包角为57.5°-59°凸轮转角,所述关闭缓冲段包角为57.5°-58.5°凸轮转角,所述关闭缓冲段包角为22°-28°凸轮转角。本实用新型结构换气良好、可靠性高,进气门迟闭角和排气门开启提前角适当减小,有利于提高其中低转速扭矩,降低油耗,改善整机性能。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车发动机配气机构系统,具体涉及用一组优化参数设计的能保证配气机构的可靠性、充气性能等特点的非对称凸轮型线。
背景技术
配气机构是内燃机的重要组成部分,内燃机的配气机构应保证各气缸换气良好,充气系数尽可能高。四冲程内燃机都采用气门—凸轮式配气机构,因为这种机构工作可靠,进排气门能持久地保证燃烧室的密封性。但是这种机构高速运转时易发生振动、噪音和不正常磨损等问题,所以设计高速内燃机的配气机构时,要使它具有良好的动力特性。而配气机构设计的好坏很大程度上取决于凸轮型线的设计,因此,凸轮型线的设计在配气机构设计过程中显得尤为重要。
本实用新型专利要解决的问题是:设计出换气良好,工作可靠的凸轮型线,结合可变气门正时(VVT),配合合理的配气正时,有效的提高现有发动机其中低转速的扭矩,降低油耗,改善其整机性能。
按照凸轮基本段运动规律来命名,一般有下面几种:
(1)、等加速-等减速型:其特点是从动件的正、负加速度恒为常数,常适用于平稳性易保证,而充气性能较差的中低速柴油机中,等加速凸轮曲线的间断性必然会影响机构工作平稳性,在高速内燃机中一般不采用。
(2)、正弦抛物线型:利用三角函数任意阶导数均连续这个特点选择加速度,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。
(3)、组合多项式型:基本段为一分段函数,由几个不同的表达式拼接而成,由于凸轮从动件运动规律由若干函数组成,可能会影响配气机构工作的平稳性。
(4)、多项动力凸轮:以上三种型线都是把配气机构视为刚性的,但配气机构总是存在弹性变形,无论挺柱升程怎样设计,它与气门升程之间总是有差别的,因此,基于这一差别的考虑,对挺柱升程曲线预先作一定的修正,这样使用动力学方法算出的气门升程曲线才会比较理想。多项动力凸轮基本段的气门升程曲线是高次多项式来设计的,能够进行这种动力学修正,目前主要应用在高速汽油机中。
发明内容
本实用新型目的在于提供一种换气良好,工作可靠的非对称汽油机凸轮型线。
本实用新型为实现上述目的,采用如下技术方案:
一种非对称汽油机凸轮型线,包括基圆和凸桃,所述凸桃一端至另一端依次为开启缓冲段、开启基本段、关闭基本段和关闭缓冲段,其特征在于:所述开启缓冲段包角为20°-25°凸轮转角,所述开启基本段包角为57.5°-59°凸轮转角,所述关闭缓冲段包角为57.5°-58.5°凸轮转角,所述关闭缓冲段包角为22°-28°凸轮转角。
其进一步特征在于:所述凸轮基圆直径为32.8mm,与凸轮挺柱接触宽度为9.5mm,所述凸轮型线与气门间隙为0.2-0.25mm,缓冲段高度为0.28-0.4mm,基本段升程为6.95-7.22mm,凸轮最大升程为7.3-7.5mm。
进一步的:所述凸轮型线控制进气门的开闭,进气门开启提前角在上止点前7-57°曲轴转角之间,关闭迟后角在下止点后72-22°曲轴转角之间,排气门开启角为下止点前55°曲轴转角,关闭迟后角为上止点后25°曲轴转角。
进一步的:所述凸轮型线丰满系数为0.57-0.58。
本实用新型结构换气良好、可靠性高,进气门迟闭角和排气门开启提前角适当减小,有利于提高其中低转速扭矩,降低油耗,改善整机性能。
附图说明
图1为本实用新型示意图。
图2为本实用新型凸轮轴的配气相位示意图。
具体实施方式
运用多段多项动力加速度函数设计凸轮型线,描述每一段型线的多项动力加速度函数方程式为:
h=(hmax-hr)(1+c2α2+c4α4+cpαp+cqαq+crαr+csαs)
其中:h为凸轮基本段升程,hmax为凸轮最大升程,hr为凸轮缓冲段升程,α为凸轮角度,p、q、r、s为指数。
本实用新型专利通过优化参数设计出加速度曲线光滑,工作平稳的凸轮型线,结合可变气门正时(VVT),配合合理的配气正时,提高其中低转速扭矩,降低油耗,改善整机性能。
以下参照附图对本专利进行详细的说明。
图1是本专利的进排气凸轮型线设计的凸轮外形图,如图1所示,本专利的凸轮型线凸桃一端至另一端依次为开启缓冲段、开启基本段、关闭基本段和关闭缓冲段。
本专利采用的是非对称型凸轮型线,进排气凸轮开启缓冲段包角θ为20°-25°凸轮转角,关闭段缓冲段包角γ为22°-28°凸轮转角;进排气凸轮开启段基本段包角α为59°-57.5°凸轮转角,关闭段基本段包角β为58.5°-57.5°凸轮转角。
所述凸轮型线基本段采用多段多项动力加速度函数,具体分为4-6段。
所述凸轮基圆直径为32.8mm,与凸轮挺柱接触宽度为9.5mm,所述凸轮型线气门间隙为0.2-0.25mm,缓冲段高度为0.28-0.4mm,基本段升程为6.95-7.22mm,凸轮最大升程为7.3-7.5mm。
所述凸轮型线丰满系数为0.57-0.58,充气性能好。
图2是本所述凸轮轴的配气相位示意图。进气门开启角最大滞后角1为7°曲轴转角,进气门开启角最大提前角2为57°曲轴转角,对应的进气门关闭角3为72°曲轴转角和4为22°曲轴转角。排气门开启角5为55°曲轴转角,排气门关闭角6为25°曲轴转角。
Claims (4)
1.一种非对称汽油机凸轮型线,包括基圆和凸桃,所述凸桃一端至另一端依次为开启缓冲段、开启基本段、关闭基本段和关闭缓冲段,其特征在于:所述开启缓冲段包角为20°-25°凸轮转角,所述开启基本段包角为57.5°-59°凸轮转角,所述关闭缓冲段包角为57.5°-58.5°凸轮转角,所述关闭缓冲段包角为22°-28°凸轮转角。
2.根据权利要求1所述的非对称汽油机凸轮型线,其特征在于:所述凸轮基圆直径为32.8mm,与凸轮挺柱接触宽度为9.5mm,所述凸轮型线气门间隙为0.2-0.25mm,缓冲段高度为0.28-0.4mm,基本段升程为6.95-7.22mm,凸轮最大升程为7.3-7.5mm。
3.根据权利要求1或2所述的非对称汽油机凸轮型线,其特征在于:所述凸轮型线控制进气门的开闭,进气门开启提前角在上止点前7-57°曲轴转角之间,关闭迟后角在下止点后72-22°曲轴转角之间,排气门开启角为下止点前55°曲轴转角,关闭迟后角为上止点后25°曲轴转角。
4.根据权利要求1或2所述的非对称汽油机凸轮型线,其特征在于:所述凸轮型线丰满系数为0.57-0.58。
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