[发明专利]进气凸轮及其型线设计方法

说明书

一种进气凸轮及其型线设计方法，该方法包括：采用热力学计算方法，通过发动机性能模拟计算，确定所述发动机进气门的延迟关闭角度；采用运动学计算方法，根据所述延迟关闭角度，计算所述进气凸轮的加速度曲线，并对所述加速度曲线进行二次积分，得到所述进气凸轮的凸轮型线；对所述凸轮型线进行校核，并通过调整所述延迟关闭角度来调整所述凸轮型线，以使所述凸轮型线满足所述发动机的动力学性能要求和热力学性能要求。本发明通过对发动机性能模拟计算，并采用动力学和热力学的分析方法设计一种适用于阿特金森循环的发动机的进气凸轮。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别是涉及一种发动机的进气凸轮及其型线设计方法。

背景技术

随着能源形式的逐步恶化，油耗法规的日益严格，国内乘用车市场用户对车辆的油耗更加关注，提升汽油机的效率成为了汽油机发展的迫切问题。随着市场需求的提高，发动机也不断发展，在传统的奥托循环发动机基础上，发展出阿特金森循环发动机。

奥托循环发动机的特点是压缩比与膨胀比一致。而阿特金森循环发动机通过延迟关闭进气门来减小汽油机排量，使膨胀比大于压缩比，减少泵气损失，可以有效提高热效率。但是，从传统的奥托循环发动机发展至阿特金森循环发动机，可采用进气门延迟关闭技术实现。为了使阿特金森循环发动机达到理想的热效率，需重新设计进气凸轮，达到理想的气门延迟关闭角度。

发明内容

鉴于上述状况，针对现有技术中的通过进气凸轮控制达到实现阿特金森循环的问题，提供一种进气凸轮及其型线设计方法。

一种进气凸轮的型线设计方法，所述进气凸轮应用于阿特金森循环的发动机中，所述方法包括：

采用热力学计算方法，通过发动机性能模拟计算，确定所述发动机进气门的延迟关闭角度；

采用运动学计算方法，根据所述延迟关闭角度，计算所述进气凸轮的加速度曲线，并对所述加速度曲线进行二次积分，得到所述进气凸轮的凸轮型线；

对所述凸轮型线进行校核，并通过调整所述延迟关闭角度来调整所述凸轮型线，以使所述凸轮型线满足所述发动机的动力学性能要求和热力学性能要求。

进一步的，上述型线设计方法，其中，所述采用运动学计算方法，根据所述延迟关闭角度，计算所述进气凸轮的加速度曲线的步骤包括：

将所述发动机的配气机构简化为单质量振动模型，并根据所述延迟关闭角度进行动力学计算，得到所述凸轮的加速度曲线。

进一步的，上述型线设计方法，其中，所述对所述凸轮型线进行校核，并通过调整所述延迟关闭角度来调整所述凸轮型线，以使所述凸轮型线满足所述发动机的动力学性能要求和热力学性能要求的步骤包括：

根据所述配气机构的各个部件的质量、刚度特性和阻尼特性，建立所述配气机构的多质量振动模型；

根据所述多质量振动模型确定所述凸轮型线是否满足所述发动机的动力学性能要求；

当所述凸轮型线满足动力学性能要求时，通过配气机构计算得到实际延迟角度；

根据所述实际延迟角度进行热力学计算，并判断热力学计算结果是否满足所述发动机的热力学性能要求；

若否，在预设的幅度范围内调整所述延迟关闭角度，并返回执行计算加速度曲线的步骤，直至所述热力学计算结果满足所述热力学性能要求。

进一步的，上述型线设计方法，其中，所述根据所述多质量振动模型确定所述凸轮型线是否满足所述发动机的动力学性能要求的步骤之后还包括：

当所述凸轮型线不满足动力学性能要求时，在所述预设的幅度范围内调整所述延迟关闭角度，并返回执行计算加速度曲线的步骤，直至所述凸轮型线满足所述发动机的动力学性能要求。