一种带有缓冲段的配气凸轮制造技术

本发明专利技术公开了一种带有缓冲段的配气凸轮

【技术实现步骤摘要】
一种带有缓冲段的配气凸轮、凸轮轴和发动机


[0001]本专利技术属于内燃机
，涉及内燃机的配气凸轮，具体涉及一种带有缓冲段的配气凸轮
、
凸轮轴和发动机
。

技术介绍

[0002]配气凸轮是内燃机的配气系统的主要零件，用于控制气门的开启，实现内燃机的换气过程
。
为了使配气机构在高速运动过程中工作平稳，振动噪声较小，要求配气凸轮全段都要有良好的光滑性，尽可能保证加速度
、
跃度
(
升程函数的三阶导数
)
及更高阶导数连续
。
[0003]内燃机的配气凸轮一般需要设计缓冲段来抵消气门间隙和配气机构系统的弹性变形，并和基本段分开设计，这就导致缓冲段设计较简单，缓冲段光滑性较差
。
现有缓冲段在开始点
、
结束点和分段处容易出现跃度及更高阶导数不连续的情况，由于这些导数不连续的存在，缓冲段在工作会产生一定的冲击，时间久了会引起凸轮的过度磨损
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为了提高凸轮缓冲段的连续性，本专利技术提供了一种带有缓冲段的配气凸轮
、
凸轮轴和发动机，该配气凸轮可以根据要求保证缓冲段任意高阶导数全部连续，光滑性较好，能够减小冲击，减小凸轮的磨损
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：第一方面，本专利技术提供了一种带有缓冲段的配气凸轮，该配气凸轮缓冲段由一段高次方曲线和一段直线连接组成，其中高次方曲线持续角度小于等于缓冲段总持续角度，直线段持续角度大于等于零度；该缓冲段的凸轮升程表达式为：
H(a)
＝
C0+C1*a+C2*a2+C3*a3+C4*a4+
…
+C
n
*a
n 0≤a≤a
g
H(a)
＝
E0+E1*(a
‑
a
g
)a
g
≤a≤a
h
式中，
H
为升程，
a
为凸轮转角，
C0、C1、C2、C3、C4、
…
、C
n
、E0、E1为待定系数，
n
为高次方曲线最高次数，为大于6的奇数；
a
g
为高次方曲线持续角度，
a
h
为缓冲段总持续角度；
a
h
‑
a
g
为直线段持续角度
。
[0006]更进一步地，在高次方曲线开始点，包括升程
、
速度
、
加速度至升程的
(n
‑
1)/2
阶导数在内的变量等于零；在高次方曲线结束点，升程等于缓冲段末端升程减去缓冲段末端速度乘以直线段持续角度，速度等于缓冲段末端速度，包括加速度至升程的
(n
‑
1)/2
阶导数在内的变量等于零；在直线段开始点，升程
、
速度等于高次方曲线末端的升程和速度，在直线段结束点，升程等于缓冲段末端升程，速度等于缓冲段末端速度
。
[0007]具体地，该配气凸轮的缓冲段其高次方段加速度全部为非负值
。
[0008]可选地，该配气凸轮高次方曲线最高次数
n
为7，且高次方段末端速度与平均速度的比值
vx
在
1.8
至
2.3
之间
。
[0009]可选地，该配气凸轮高次方曲线最高次数
n
为9，且高次方段末端速度与平均速度
的比值
vx
在
1.8
至
2.2
之间
。
[0010]可选地，该配气凸轮高次方曲线最高次数
n
为
11
，且高次方段末端速度与平均速度的比值
vx
在
1.9
至
2.2
之间
。
[0011]可选地，该配气凸轮高次方曲线最高次数
n
为
13
，且高次方段末端速度与平均速度的比值
vx
在
1.9
至
2.1
之间
。
[0012]可选地，该配气凸轮高次方曲线最高次数
n
为
15
，且高次方段末端速度与平均速度的比值
vx
在
1.9
至
2.1
之间
。
[0013]可选地，该配气凸轮高次方曲线末端速度与平均速度的比值
vx
为
2。
[0014]第二方面，本专利技术提供了一种凸轮轴，包括如上述的配气凸轮
。
[0015]第三方面，本专利技术提供了一种发动机，包括如上述的凸轮轴
。
[0016]本专利技术的有益效果是：
1、
本专利技术提供的一种带有缓冲段的配气凸轮，其缓冲段可以保证至少凸轮跃度曲线全部保持连续，与现有大部分技术相比，凸轮缓冲段的光滑性更好，可以减小凸轮机构运动的冲击，减小凸轮的过度磨损；
2、
本专利技术提供的一种带有缓冲段的配气凸轮，可以通过增加高次方曲线的最高次的方法来提高缓冲段的高阶连续性，达到任意指定高阶的连续性要求，进一步减小凸轮运动冲击，减小凸轮磨损；
3、
本专利技术提供的一种带有缓冲段的配气凸轮，该配气凸轮的缓冲段其高次方段加速度全部为非负，该配气凸轮缓冲段可以保证轮廓全凸，可以使用平底从动件
。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0018]图1为本专利技术配气凸轮的缓冲段升程和速度曲线示意图；图2为本专利技术配气凸轮在
n
值为7时缓冲段升程3阶导数曲线示意图；图3为本专利技术配气凸轮在
n
值为
13
时缓冲段升程6阶导数曲线示意图；图4为本专利技术配气凸轮在
n
值为
19
时缓冲段升程9阶导数曲线示意图；图5为本专利技术配气凸轮的缓冲段在高次方曲线持续角度
a
g
不同时的速度曲线示意图；图6为本专利技术配气凸轮的缓冲段在高次方最高次数
n
不同时的速度曲线示意图；图7为本专利技术使用具体数值的实施例1的缓冲段升程曲线图；图8为本专利技术使用具体数值的实施例1的缓冲段速度曲线图；图9为本专利技术使用具体数值的实施例1的缓冲段加速度曲线图；图
10
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种带有缓冲段的配气凸轮，其特征在于：该配气凸轮缓冲段由一段高次方曲线和一段直线连接组成，其中高次方曲线持续角度小于等于缓冲段总持续角度，直线段持续角度大于等于零度；该缓冲段的凸轮升程表达式为：
H(a)
＝
C0+C1*a+C2*a2+C3*a3+C4*a4+
…
+C
n
*a
n 0≤a≤a
g
H(a)
＝
E0+E1*(a
‑
a
g
)a
g
≤a≤a
h
式中
H
为升程，
a
为凸轮转角，
C0、C1、C2、C3、C4、
…
、C
n
、E0、E1为待定系数，
n
为高次方曲线最高次数，为大于6的奇数；
a
g
为高次方曲线持续角度，
a
h
为缓冲段总持续角度；
a
h
‑
a
g
为直线段持续角度
。2.
根据权利要求1所述的一种带有缓冲段的配气凸轮，其特征在于：在高次方曲线开始点，包括升程
、
速度
、
加速度至升程的
(n
‑
1)/2
阶导数在内的变量等于零；在高次方曲线结束点，升程等于缓冲段末端升程减去缓冲段末端速度乘以直线段持续角度，速度等于缓冲段末端速度，包括加速度至升程的
(n
‑
1)/2
阶导数在内的变量等于零；在直线段开始点，升程
、
速度等于高次方曲线末端的升程和速度，在直线段结束点，升程等于缓冲段末端升程，速度等于缓冲段末端速度
。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海峰，高喆，孙黎明，刘钊宾，谢普康，鲍林晓，刘方圆，杜晓辉，郑站强，
申请(专利权)人：洛阳拖拉机研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：