一種組合凸輪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種組合凸輪。
【背景技術(shù)】
[0002]配氣凸輪的作用是保證凸輪軸按照氣缸發(fā)火順序和一定運(yùn)動規(guī)律驅(qū)動氣門按時開啟和關(guān)閉。按照規(guī)定的配氣相位，普通的配氣凸輪設(shè)計(jì)時一般不需要考慮減小活塞余隙容積的要求，在一定的壓縮比下，參數(shù)易于調(diào)整，容易滿足活塞與氣門之間的最小運(yùn)動間隙，能確?；钊蜌忾T在運(yùn)動時不能相碰，保證柴油機(jī)正常工作。
[0003]對于一臺柴油機(jī)，氣缸余隙容積由氣缸蓋火力面尺寸、活塞頂部尺寸、氣門頭部結(jié)構(gòu)尺寸三者裝配后共同組成燃燒室決定著氣缸余隙容積的大小。但是由于柴油機(jī)氣缸余隙容積較大，不利于壓縮比的提高。為了提高壓縮比，必須減小活塞余隙容積。通過調(diào)整燃燒室尺寸達(dá)到減小活塞余隙容積較為困難。由于防碰要求調(diào)整的尺寸受到限制，按照常規(guī)設(shè)計(jì)的凸輪帶來的最大問題不能減小活塞余隙容積和限制了壓縮比的進(jìn)一步提高，同時又要保證氣門與活塞最小運(yùn)動間隙(大于1_)要求，否則易發(fā)生氣門和活塞相碰，導(dǎo)致柴油機(jī)不能正常工作。
[0004]為了減小活塞余隙容積，進(jìn)一步提高壓縮比，滿足柴油機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)和氣門和活塞防碰的要求，普通的凸輪型線已不能滿足燃燒室結(jié)構(gòu)及充氣性能和動力性能的綜合要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種組合凸輪，具有性能較好的防碰凸輪型線，以滿足燃燒室結(jié)構(gòu)及充氣性能和動力性能的綜合要求。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種組合凸輪，所述組合凸輪的凸輪型線由多段函數(shù)凸輪型線組成，采用了多段組合式函數(shù)設(shè)計(jì)，依次包括上升緩沖段、第一上升工作段、第二上升工作段、第三上升工作段、平段、第一下降工作段、第二下降工作段和下降緩沖段，其中下降緩沖段由等速段和等加速段組成；
[0008]下述式1?式9中，h(a)和h(X)為凸輪升程，α為凸輪轉(zhuǎn)角。
[0009]所述上升緩沖段的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):
[0010]h(a ) = ο.000771605*α 2 (0。彡 α 彡 18。) (式 1);
[0011]所述第一上升工作段的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):
[0012]h(X) = 2.3400-1.906052*Χ-1.003455*Χ3+0.9015147*Χ6-0.08200722*X16，X =(47.5-a )/29.5 (18。^ a ^ 47.5° ) (式 2);
[0013]所述第二上升工作段的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):
[0014]h (X) = 7.428593-1.629529*Χ_6.240975*Χ2+3.645375*Χ6_1.743127*Χ15+0.8796647*X1S，X= (87-a )/39.5 (47.5。彡 α 彡 87。) (式 3);
[0015]所述第三上升工作段的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):
[0016]h( a ) = 3.626843+0.04125296* α+0.2127259*sin[ 3τ (95.卜 a )/16.2]，(87° 彡 α 彡 95.1° )(式 4);
[0017]所述平段的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):
[0018]h(a ) = 7.5，(95.1。彡 α 彡 101.99。) (式 5);
[0019]所述第一下降工作段的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):
[0020]h(a) = 11.96905-0.04332828* a+0.2261858*sin[ J! (a-101.99)/16.4]，(101.99。彡 a 彡 110.19。) (式 6);
[0021]所述第二下降工作段的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):
[0022]h(X) = 7.420894-2.158186*Χ_10.2963*Χ2+11.00381*X611S_5.715576*Χ7.9?11-0.00464129*X52，X = (a-110.19)/49.81，(110.19。彡 a 彡 160。) (式 7);
[0023]所述等速段的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):
[0024]h(a) = 0.01666667*(170-a )+0.083333, (160° ^ a ^170° ) (式 8);
[0025]所述等加速段的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):
[0026]h(a ) = 0.00083333* (170-a )2，(170。彡 a 彡 180。) (式 9)。
[0027]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢:
[0028]對于柴油機(jī)設(shè)計(jì)中如果氣缸余隙容積較大，不利于壓縮比的提高。為了提高壓縮比，需要減小活塞余隙容積。某柴油機(jī)在進(jìn)氣門關(guān)閉，活塞處于上止點(diǎn)時的氣門與活塞之間距離為9.17mm，采用新的組合凸輪方案可以將尺寸9.17mm減小4mm，實(shí)現(xiàn)減小活塞余隙容積，從而可提高柴油機(jī)的壓縮比，且實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)氣門與活塞的避碰要求。滿足發(fā)動機(jī)的充氣性能和動力性能的綜合要求。
【附圖說明】
[0029]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0030]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的組合凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0032]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0033]本發(fā)明的一種組合凸輪，如圖1所示，所述組合凸輪的凸輪型線由多段函數(shù)凸輪型線組成，采用了多段組合式函數(shù)設(shè)計(jì)，依次包括上升緩沖段1、第一上升工作段2、第二上升工作段3、第三上升工作段4、平段5、第一下降工作段6、第二下降工作段7和下降緩沖段，其中下降緩沖段由等速段8和等加速段9組成；
[0034]下述式1?式9中，h(a)和h(X)為凸輪升程，a為凸輪轉(zhuǎn)角
[0035]所述上升緩沖段1的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):
[0036]h(a ) = 0.000771605* a 2 (0。彡 a 彡 18。) (式 1);
[0037]所述第一上升工作段2的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):
[0038]h(X) = 2.3400-1.906052*Χ-1.003455*Χ3+0.9015147*Χ6-0.08200722*X16，X =(47.5-α )/29.5 (18。^ α ^ 47.5° ) (式 2);
[0039]所述第二上升工作段3的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):
[0040]h (X) = 7.428593-1.629529*Χ_6.240975*Χ2+3.645375*Χ6_1.743127*Χ15+0.8796647*X1S，X= (87-α )/39.5 (47.5。彡 α 彡 87。) (式 3);
[0041]所述第三上升工作段4的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):
[0042]h( a ) = 3.626843+0.04125296* α+0.2127259*sin[ J! (95.l-α )/16.2]，(87° ^ α ^ 95.1° )(式 4);
[0043]所述平段5的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):
[0044]h(a ) = 7.5，(95.1。彡 α 彡 101.99。) (式 5);
[0045]所述第一下降工作段6的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):
[0046]h(a) = 11.96905-0.04332828* a+0.2261858*sin[ J! (a-101.99)/16.4]，(101.99。彡 a 彡 110.19。) (式 6);
[0047]所述第二下降工作段7的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):
[0048]h(X) = 7.420894-2.158186*Χ_10.2963*Χ2+11.00381*X611S_5.715576*Χ7.9Μ1-0.00464129*X52，X = (a-110.19)/49.81，(110.19。彡 a 彡 160。) (式 7);
[0049]所述等速段8的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):
[0050]h(a) = 0.01666667*(170-a )+0.083333, (160° ^ a ^170° ) (式 8);
[0051]所述等加速段9的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):
[0052]h(a ) = 0.00083333* (170-α )2，(170。彡 α 彡 180。) (式 9)。
[0053]本發(fā)明組合凸輪的9段凸輪型線具有三階導(dǎo)數(shù)連續(xù)特性，同時可使氣門開啟有較大面值，與其它普通凸輪型線相比，具有較好的靈活性。滿足發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的充氣性能和動力性能的要求。
[0054]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種組合凸輪，其特征在于:所述組合凸輪的凸輪型線由多段函數(shù)凸輪型線組成，依次包括上升緩沖段(I)、第一上升工作段(2)、第二上升工作段(3)、第三上升工作段(4)、平段(5)、第一下降工作段￠)、第二下降工作段(7)和下降緩沖段，其中下降緩沖段由等速段⑶和等加速段(9)組成； 所述上升緩沖段(I)的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì): h(a ) = 0.000771605* a 2 (O。彡 a 彡 18。)(式 I); 所述第一上升工作段(2)的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):h(X) = 2.3400-1.906052*Χ-1.003455*Χ3+0.9015147*Χ6-0.08200722*X16，X =(47.5-a )/29.5 (18° ^ a ^ 47.5° ) (式 2); 所述第二上升工作段(3)的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):h(X) = 7.428593-1.629529*Χ_6.240975*Χ2+3.645375*Χ6_1.743127*Χ15+0.8796647*Χ18，X = (87-a )/39.5 (47.5。彡 α 彡 87。) (式 3); 所述第三上升工作段(4)的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì): h ( a ) = 3.626843+0.04125296* a+0.2127259*sin[ Ji (95.卜 a )/16.2]，(87° ^ a ^ 95.1° )(式 4); 所述平段(5)的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì): h(a ) = 7.5，(95.1。彡 a 彡 101.99。)(式 5); 所述第一下降工作段(式6)的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì): h(a) = 11.96905-0.04332828* a+0.2261858*sin[ Ji ( a-101.99)/16.4]，(101.99。彡 a 彡 110.19。) (式 6); 所述第二下降工作段(式7)的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì):h(X) = 7.420894-2.158186*Χ_10.2963*Χ2+11.00381*Χ6118-5.715576*Χ7.9011_0.00464129*X52，X = (a -110.19)/49.81，(110.19。彡 a 彡 160。)(式 7)； 所述等速段(8)的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì): h(a) = 0.01666667*(170-a )+0.083333, (160° ^ a ^170° ) (式 8); 所述等加速段(9)的型線采用如下函數(shù)設(shè)計(jì): h(a ) = 0.00083333*(170_a )2，(170。彡 a 彡 180。) (式 9); 上述式I?式9中，h(a )和h(X)為凸輪升程，a為凸輪轉(zhuǎn)角。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種組合凸輪，所述組合凸輪的凸輪型線由多段函數(shù)凸輪型線組成，采用了多段組合式函數(shù)設(shè)計(jì)，依次包括上升緩沖段、第一上升工作段、第二上升工作段、第三上升工作段、平段、第一下降工作段、第二下降工作段和下降緩沖段，其中下降緩沖段由等速段和等加速段組成?？梢造`活實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)氣門與活塞的防碰要求，實(shí)現(xiàn)減小活塞余隙容積，從而可提高柴油機(jī)的壓縮比，滿足發(fā)動機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)及充氣性能和動力性能的綜合要求。
【IPC分類】F01L1/08
【公開號】CN105332749
【申請?zhí)枴緾N201510744162
【發(fā)明人】胡立萍, 張麗, 孫亞奇
【申請人】中國北方發(fā)動機(jī)研究所(天津)
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年11月4日