[发明专利]一种凸轮型线设计方法

说明书

本发明涉及凸轮设计领域，具体公开了一种凸轮型线设计方法，包括以下步骤：确定凸轮升程的多项表达式；根据凸轮升程求取凸轮速度方程、加速度方程以及冲击方程；根据气门设计目标确定约束条件和参数；根据所述约束条件以及参数确定凸轮升程方程。采用上述方法可以使升程曲线连续更加光滑，省略了气门升程到凸轮升程的转化过程，简化计算过程。

技术领域

本发明涉及凸轮设计领域，尤其涉及一种凸轮型线设计方法。

背景技术

目前大多数凸轮型线都是采用四项高次多项式的设计方法，具体是采用四项高次多项式设计气门升程曲线的方法设计出气门升程曲线，再按照参数转化为凸轮升程曲线。

采用上述凸轮型线设计方法存在以下缺陷：对凸轮型线加速度的大小与连续性控制效果不理想，且很难掌握各参数对凸轮型线特性的影响；而且增加了气门升程到凸轮升程的转化过程，计算过程较为繁琐，不利于简化凸轮设计计算。

发明内容

本发明的目的在于提供一种凸轮型线设计方法，解决了采用现有凸轮型线设计方法存在的凸轮加速度的大小与连续性控制效果不理想，以及计算过程繁琐的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种凸轮型线设计方法，包括以下步骤：确定凸轮升程的多项表达式；根据凸轮升程求取凸轮速度方程、加速度方程以及冲击方程；根据气门设计目标确定约束条件和参数；根据所述约束条件以及参数确定凸轮升程方程。

进一步地，所述参数包括凸轮最大升程，凸轮过渡段包角，凸轮过渡段升程，气门开启时凸轮的初始速度，凸轮工作段半包角。

进一步地，在确定凸轮升程方程之后，还包括确定该凸轮是否满足凸轮设计条件；若满足，则确认该凸轮满足凸轮设计条件；若不满足，则调整影响凸轮设计条件的相应参数，并再次计算凸轮升程方程。

进一步地，在确定该凸轮是否满足凸轮设计条件之前，还包括确定凸轮类型；判断凸轮是否为滚子凸轮，若是，则确定该凸轮的最大正加速度、最大负加速度、丰满系数以及负曲率是否满足凸轮设计条件；若否，则确定该凸轮的最大正加速度、最大负加速度以及丰满系数是否满足设计条件。

进一步地，所述凸轮工作段的起始点至中点被划分为六段，包括第一工作段、第二工作段、第三工作段、第四工作段、第五工作段以及第六工作段；每个工作段对应的包角分别为θ_j，j＝1，2，...，6；且凸轮工作段半包角θ₀₀＝θ₁+θ₂+θ₃+θ₄+θ₅+θ₆，θ₂≥0.003deg。

进一步地，所述约束条件是根据设计要求对相邻两个工作段的临界点的加速度的斜率的限定。

进一步地，所述丰满系数大于等于0.55。

进一步地，第一工作段对应的包角θ₁影响丰满系数；在丰满系数不满足要求时，调整第一工作段对应的包角θ₁以及第六工作段对应的包角θ₆。

进一步地，第一工作段对应的包角θ₁和第三工作段对应的包角θ₃影响最大正加速度，在最大正加速度不满足要求时，调整第一工作段对应的包角θ₁、第三工作段对应的包角θ₃以及第六工作段对应的包角θ₆。

进一步地，第五工作段对应的包角θ₅影响最大负速度；在最大负加速度不满足要求时，调整第五工作段对应的包角θ₅和第六段对应的包角θ₆。