最新凸輪型線設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-27 02:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 定，即 由此得 在計算挺柱第二階段（即挺柱與頂弧接觸段）的升程時（圖四），為方便計算，凸輪轉(zhuǎn)角將由相當(dāng)與氣門全開位置C點開始，逆著凸輪的旋轉(zhuǎn)方向計算。在β角處挺柱的升程為同時加減一個htmax，則得 第二階段凸輪的最大轉(zhuǎn)角βmax按下式計算 將上面所得的挺柱升程與轉(zhuǎn)角關(guān)系對時間求導(dǎo)，可得相應(yīng)轉(zhuǎn)角的速度。挺柱在第一段上的速度為 式中 —凸輪旋轉(zhuǎn)角速度，在第一階段上，挺柱速度在時達到最大值。在第二段上挺柱速度為 在第二段上，挺住速度在βmax時達到最大值。在第一段上挺柱的加速度為 在第一段上，挺柱加速度在a=0時達到最大值。在第二段上挺柱的加速度為 在第二段上，挺柱加速度在β=0時達到最大值。圖五 第一階段挺柱的速度 圖六 第二階段挺柱的速度 圖七 第一階段挺柱的加速度 圖八 第二階段挺柱的加速 發(fā)動機進氣凸輪型線 發(fā)動機挺柱的升程圖九 凸輪整體運動情況圖十 凸輪工作段的情況配氣機構(gòu)在實際運動過程中，運動從凸輪開始， 經(jīng)過一長串傳動鏈才傳到氣門。過去在進行氣門運動規(guī)律的計算時，人們通常把配氣機構(gòu)簡單地視為剛性系統(tǒng)，認為氣門的運動完全受凸輪外形控制，只要確定了凸輪從動件的運動規(guī)律，求出升程曲線豐滿系數(shù)及最大正、負加速度，就足以判別凸輪設(shè)計的優(yōu)劣，因而只進行運動學(xué)計算，由于傳動鏈本身具有一定的質(zhì)量和彈性，工作時產(chǎn)生的彈性變形會使位于傳動鏈末端氣門處的運動產(chǎn)生很大畸變，即氣門的升程、速度，特別是加速度曲線“失真”.氣門的運動有時滯后于挺柱，有時又超越挺柱，使傳動鏈脫節(jié)，氣門開閉不正常、反跳，整個機構(gòu)震動和噪音加大，甚至機構(gòu)的正常工作遭到破壞。隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的提高，這種因傳動鏈變形而產(chǎn)生的不利影響尤為明顯，因此有必要對內(nèi)燃機配氣機構(gòu)進行動力學(xué)分析，以便對配氣機構(gòu)的動力學(xué)性能進行評價，為配氣機構(gòu)的設(shè)計提供一種評價的理論依據(jù)。為了驗證所設(shè)計的型線符合動力學(xué)要求，對所優(yōu)化的新型線進行了動力學(xué)仿真。上圖圖是根據(jù)運動學(xué)與動力學(xué)分別計算出來的加速度，可以看出，掛動學(xué)公式計算的加速度與動力學(xué)差異比較大，說明對凸輪進行動力學(xué)仿真確實是非常必要的高次多項動力凸輪升程曲線數(shù)學(xué)模型的建立 由于該發(fā)動機是一高速發(fā)動機，因此重點對高次多項式凸輪和多項動力凸輪進行分析對比首先從設(shè)計期望的氣門升程規(guī)律開始，其氣門升程函數(shù)一般采用七次多項式，其形式為：式中，α為凸輪轉(zhuǎn)角（o）；αB為凸輪基本工作段的半包角（o）；h(a)為氣門升程；x為轉(zhuǎn)角比，在凸輪的上升階段：x=1a/aB,有a=0時，x=1，α=αB時，x=0；在下降階段：x=a/aB1。 C2x2此項保證在氣門升程最大處有一最大負加速度，因此要求C20；C4x4自由項，C4可自由選取。用于控制氣門負加速度的曲線形狀，使其與氣門彈簧特性很好配合。通常要求C4≤0，一般取C4=（～）hVmax，hVmax為最大氣門升程。C4增加可使最小曲率半徑相對稱軸移動。P、Q、R、S為多項式指數(shù)，均為正整數(shù)；在高次七項動力凸輪中，一般應(yīng)保證：8≤PQRS≤70C0、CCCP、CR、CS為方程特定系數(shù)，由邊界條件建立的代數(shù)方程可解出。解出的待定系數(shù)都是P、Q、R、S表示的函數(shù)式。
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