发动机对称式配气凸轮型线制造技术

本实用新型专利技术提供一种发动机对称式配气凸轮型线，包括分别呈轴对称分布的第一基圆段与第二基圆段、上升缓冲段与下降缓冲段、上升工作段和下降工作段，所述的第一基圆段、第二基圆段、上升缓冲段、下降缓冲段、上升工作段和下降工作段的轮廓均采用统一的有理三次Bezier模型建模，实现该发动机对称式配气凸轮型线各段交接点的G

【技术实现步骤摘要】
发动机对称式配气凸轮型线
本技术涉及发动机配气部件
，更确切地说涉及一种发动机对称式配气凸轮型线。
技术介绍
配气机构是发动机结构中最复杂、工作最繁重的部件之一，配气凸轮型线的设计对发动机配气机构的性能起着决定性的作用。为保证发动机的使用性能及寿命，要求配气凸轮驱动的气门应具有良好的升程、速度、加速度等运动变化规律。现有的等加速凸轮、组合多项式凸轮、高次多项式凸轮等配气凸轮结构形式，在交接点处凸轮外形曲率半径突变，较难满足配气机构的工作平稳性和耐久性。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，提供一种发动机对称式配气凸轮型线，保证配气凸轮基圆段、缓冲段和工作段交接点G2连续的凸轮型线，以降低由凸轮型线高阶不连续引起的配气机构振动和冲击，提高发动机性能及使用寿命。本技术的技术解决方案是，提供一种发动机对称式配气凸轮型线，包括分别呈轴对称分布的第一基圆段(1)与第二基圆段(6)、上升缓冲段(2)与下降缓冲段(5)、上升工作段(3)和下降工作段(4)，所述的第一基圆段(1)、第二基圆段(6)、上升缓冲段(2)、下降缓冲段(5)、上升工作段(3)和下降工作段(4)的轮廓均采用统一的有理三次Bezier模型建模，各段曲线的公式表述如下：公式1中，pi(u)为凸轮型线上各点的坐标值，单位mm；Bj,3(u)分别为各段有理三次Bezier曲线的控制顶点和基函数；所述的Bezier控制点分别为：公式2中，型值点V0为上升缓冲段始点，型值点V1为上升缓冲段终点，型值点V2为上升工作段终点，型值点V3为下降工作段终点，型值点V4为下降缓冲段终点，型值点V5为基圆段最低点；各型值点Vi的坐标根据基圆半径r0、缓冲段包角α0、缓冲段高度h0、工作段半包角α1、最大气门升程Hmax确定，具体公式表述如下：V0＝[-r0sin(α0+α1),r0cos(α0+α1)]公式3-1；V1＝[-(r0+h0)sin(α1),(r0+h0)cos(α1)]公式3-2；V2＝[0,r0+h0+Hmax]公式3-3；V3＝[(r0+h0)sin(α1),(r0+h0)cos(α1)]公式3-4；V4＝[r0sin(α0+α1),r0cos(α0+α1)]公式3-5；V5＝[0,-r0]，V6＝V0，V7＝V1，V8＝V2公式3-6；公式2中，Qi为过型值点Vi和Vi+1的切矢和的交点；λi、μi为待定常数；切矢切矢交点Qi：公式4与公式5中，V6＝V0，V7＝V1，V8＝V2；公式4中ti为切矢调节参数，且0＜ti＜1，此外t6＝t0，t7＝t1，具体约束如下：切矢调节参数t0满足：切矢调节参数t1：由配气凸轮型线速度、加速度等边界条件确定；切矢调节参数t2满足：切矢调节参数t3：由对称性，得t3＝1-t1；切矢调节参数t4满足：切矢调节参数t5满足：分别影响切矢调节参数t0和t5的和是基圆段(1)的三次Bezier曲线中间控制点：公式6中，分别影响切矢调节参数t4和t5的b14和是基圆段(6)的三次Bezier曲线中间控制点：待定常数λi满足：f(λi)＝(κi/Ai)2(1-λi)4-2κi/Bi(1-λi)2-Bi/κi+1λi+1＝0公式9；公式9中，公式9中，κi为型值点处的曲率参数，具体表述如下：曲率参数κi：κ0＝e0min{A0,B5}，κi＝eimin{Ai,Bi-1}(i＝1,2,...,5)公式11；公式11中，ei为曲率调节变量，且0＜ei＜1；待定常数μi满足：与现有技术相比，本技术的发动机对称式配气凸轮型线有以下优点：1、本技术的发动机对称式配气凸轮型线两侧关于凸轮径向中心线对称，每侧均由凸轮基圆段、缓冲段和工作段组成，通过有理三次Bezier曲线实现凸轮型线各段交接点的G2连续拼接，保证配气机构工作的平稳性和耐久性。2、本技术的发动机对称式配气凸轮型线气门速度曲线连续，加速度曲线在连接点没有大的突变，缓冲段末速度和加速度跃度远小于要求值，有利于降低气门落座的冲击、磨损和噪声。3、本技术的发动机对称式配气凸轮型线在型值点处的曲率和切矢可适当修改，便于构造不同动力性能要求的发动机配气机构。优选的，在确定待定常数λi、μi时，采用公式2，λ4、μ4可直接由第二基圆段(6)的中间控制点和确定，具体表述如下：λ5、μ5可直接由第一基圆段(1)的中间控制点和确定，具体表述如下：优选的，选定本技术的发动机对称式配气凸轮型线的基本设计参数如下，基圆半径为15.5mm、缓冲段包角为25deg、工作段半包角为60deg、缓冲段高度为0.25mm、气门最大升程为7.14mm、上升缓冲段终点速度为0.344～1.432mm/rad、气门跃度为<1000mm/rad3；所述发动机对称式配气凸轮型线的有理三次Bezier模型参数如下，切矢调节参数中，i分别为0、1、2、3、4、5、6、7时，对应的值依次为0.0678、0.73、0.5、0.27、0.9322、0.5、0.0678、0.73；待定常数中，i分别为0、1、2、3、4、5时，对应的依次为0.3205、0.6795、0.6795、0.3205、0.4624、0.4624；待定常数中，i分别为0、1、2、3、4、5时，对应的依次为0.3205、0.6795、0.6795、0.3205、0.4624、0.4624；所述的发动机对称式配气凸轮型线控制的挺柱升程数值如下，凸轮转角分别为95°、100°、105°、110°、115°、120°、125°、130°、135°、140°、145°、150°、155°、160°、165°、170°、175°、180°、185°、190°、195°、200°、205°、210°、215°、220°、225°、230°、235°、240°、245°、250°、255°、260°、265°时，挺柱升程依次为0mm、0.0303915mm、0.0965168mm、0.1679772mm、0.2234911mm、0.25mm、0.276669mm、0.3982634mm、0.6932617mm、1.2055983mm、1.9361093mm、2.8447349mm、3.8611462mm、4.8977917mm、5.8605824mm、6.6557182mm、7.1934177mm、7.39mm、7.1934177mm、6.6557182mm、5.8605824mm、4.8977917mm、3.8611462mm、2.84473493mm、1.9361093mm、1.2055983mm、0.6932617mm、0.3982634mm、0.276669mm、0.25mm、0.2234911mm、0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机对称式配气凸轮型线，包括分别呈轴对称分布的第一基圆段(1)与第二基圆段(6)、上升缓冲段(2)与下降缓冲段(5)、上升工作段(3)和下降工作段(4)，其特征在于：所述的第一基圆段(1)、第二基圆段(6)、上升缓冲段(2)、下降缓冲段(5)、上升工作段(3)和下降工作段(4)的轮廓均采用统一的有理三次Bezier模型建模，各段曲线的公式表述如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种发动机对称式配气凸轮型线，包括分别呈轴对称分布的第一基圆段(1)与第二基圆段(6)、上升缓冲段(2)与下降缓冲段(5)、上升工作段(3)和下降工作段(4)，其特征在于：所述的第一基圆段(1)、第二基圆段(6)、上升缓冲段(2)、下降缓冲段(5)、上升工作段(3)和下降工作段(4)的轮廓均采用统一的有理三次Bezier模型建模，各段曲线的公式表述如下：



公式1中，pi(u)为凸轮型线上各点的坐标值，单位mm；Bj,3(u)分别为各段有理三次Bezier曲线的控制顶点和基函数；
所述的Bezier控制点分别为：



公式2中，型值点V0为上升缓冲段始点，型值点V1为上升缓冲段终点，型值点V2为上升工作段终点，型值点V3为下降工作段终点，型值点V4为下降缓冲段终点，型值点V5为基圆段最低点；各型值点Vi的坐标根据基圆半径r0、缓冲段包角α0、缓冲段高度h0、工作段半包角α1、最大气门升程Hmax确定，具体公式表述如下：
V0＝[-r0sin(α0+α1),r0cos(α0+α1)]公式3-1；
V1＝[-(r0+h0)sin(α1),(r0+h0)cos(α1)]公式3-2；
V2＝[0,r0+h0+Hmax]公式3-3；
V3＝[(r0+h0)sin(α1),(r0+h0)cos(α1)]公式3-4；
V4＝[r0sin(α0+α1),r0cos(α0+α1)]公式3-5；
V5＝[0,-r0]公式3-6；
公式2中，Qi为过型值点Vi和Vi+1的切矢和的交点；λi、μi为待定常数；
切矢
切矢交点Qi：
公式4与公式5中，V6＝V0，V7＝V1，V8＝V2；
公式4中ti为切矢调节参数，且0＜ti＜1，此外t6＝t0，t7＝t1，具体约束如下：
切矢调节参数t0满足：
切矢调节参数t1：由配气凸轮型线速度、加速度等边界条件确定；
切矢调节参数t2满足：
切矢调节参数t3：由对称性，得t3＝1-t1；
切矢调节参数t4满足：
切矢调节参数t5满足：
分别影响切矢调节参数t0和t5的和是第一基圆段(1)的三次Bezier曲线中间控制点：



公式6中，
分别影响切矢调节参数t4和t5的和是第二基圆段(6)的三次Bezier曲线中间控制点：



待定常数λi满足：f(λi)＝(κi/Ai)2(1-λi)4-2κi/Bi(1-λi)2-Bi/κi+1λi+1＝0公式9；
公式9中，
公式9中，κi为型值点处的曲率参数，具体表述如下：
曲率参数κi：κ0＝e0min{A0,B5}，κi＝eimin{Ai,Bi-1}(i＝1,2,...,5)公式11；
公式11中，ei为曲率调节变量，且0＜e...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈剑斌，周宋泽，凌国平，张宏飞，江学文，罗玉龙，
申请(专利权)人：湖州圣龙汽车动力系统有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33