基于丰满度的汽油机配气凸轮型线优化设计.pdf

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1、2011年第4期(总第237期)农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGNo．420ll(Totally237)【内燃机技术】doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2011．04．015基于丰满度的汽油机配气凸轮型线优化设计徐仪(江苏江淮动力股份有限公司技术中心，江苏盐城224002)摘要：以某通用汽油机为设计样机，采用高次方函数型线凸轮，以挺柱的升程曲线丰满度为目标对原有凸轮进行了优化设计。设计结果表明，最优方案的丰满度达到0．5877，大于原机的0．5642，性能得到了优化。关键词：配气凸轮；

2、丰满度；优化设计中图分类号：TK413．4+1文献标识码：A文章编号：1673—3142(2011)04—0045--03OptimizationDesignforGasolineEngineValveCamContourBasedonFatnessXuYi(JiangsuJianghuaiPowerCo。，Ltd．，Yancheng224002，China)Abstract：Takingauniversalgasolineengineasdesignexample，adoptinghishorderfunctioncontourCm，targetedattheliftcu

3、rvefatnessofthetappet，theoriginalcsnlwasoptimizationdesigned．Theresultsshowthatthefatnessoftheoptimalplanreached0．5877，largerthantheoriginal0．5642，theperformanceisoptimized．Keywords：valvecam；fatness；optimizationdesign1引言随着内燃机高功率、高速化。人们对其性能指标的要求越来越高。要求其在高速运行条件下仍然能够平稳、可靠工作，因而对配气机构提出了更高的要求。配气

4、凸轮型线是配气机构的核心部分，配气凸轮型线设计是配气机构优化设计的重要途径fl-31。尽管解析法在凸轮机构设计中得到越来越多的应用，但还是无法很好地满足预定的设计要求，并且凸轮的加工精度也往往难以得到保证，会导致当转速提高时，冲击、振动和噪声相应增大。以某通用汽油机为设计样机．采用高次方函数型线凸轮．以挺柱的升程曲线丰满度为目标对原有凸轮进行了优化设计。门落座速度应进行限制。但落座速度也不能过小，否则不利于气门撞碎气门座上的杂质；此外，在缓冲段接近终点时，升程变化过于平缓，当配气机构间隙略有变化时。造成气门启闭时刻有较大变化。对于高速发动机．以采用等加速一等速型缓冲曲线为宜

5、。它具有如下特点：(1)缓冲段终点的加速度为零，冲击和噪声较小：(2)在气门的开启或降落侧，气门间隙和配气机构刚度的变化不会影响挺柱的速度和加速度，对配气正时的影响也不大：(3)缓冲曲线终点时挺柱升程对凸轮转角的二阶、三阶导数皆为零。所以它与凸轮基本轮廓线衔接的光滑性较好。挺柱升程h扒速度y内和加速度Am计算如2设计方法下：2．1缓冲曲线的设计设计缓冲曲线应保证缓冲曲线与底圆和工作段的光滑连接．即在接点处相切且在该点附近挺柱速度足够小。以减小配气机构的撞击，因此对气收稿日期：2011-02—25作者简介：徐仪(1974一)，男，江苏江淮动力股份有限公司产品研究所工程师，研究

6、方向：内燃机的设计与制造、农业装备开发。等加速段(O≤咖≤咖，)h庐丽赫妒陆h，庐葡‰咖A庐Ⅳw=廿艏2h【zR面等速段(西，≤中≤qb0)。(1)(2)(3)·——45——-2011年第4期农业装备与车辆工程^萨嚣墒咖一等y袖’庐淼、『41P，q，r，s——幂指数。’‘为便于分析。设升程曲线为对称形状。令省=(5)A炉h”，D=0(6)式中^0——挺柱升程k对凸轮转角9的一阶导数，mm／rad；^∥——挺柱升程h加对凸轮转角9的二阶导数，mndrad2；IIlr一缓冲段终点的挺柱升程，ram；B，——比例系数，B。=咖1／60；九一缓冲段包角，rad。2．2配气凸轮工作段

7、曲线设计发动机对配气凸轮外形设计的要求可归结为对从动件运动规律的要求。由于从动件升程规律的微小差异会引起加速度规律的很大变动．因此在确定从动件运动规律时。以加速度规律最为重要。从动件运动规律型式有多种，在内燃机上常用的有多项式高次方型、复合正弦抛物线加速度型、复合摆线型、多项式低次方型、多项动力修正型、N次谐波型、样条函数型等。在此讨论多项式高次方型。2．2．1挺柱升程因为多项式高次方曲线高阶连续．能满足较多的边界条件，曲线的形状易于调整。可适应不同的工作需要。因而应用较广b函数式一般可取5—7项，以平底直动从动件