[发明专利]一种小型汽油发动机配气凸轮型线设计优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及发动机设计领域，尤其涉及一种小型汽油发动机配气凸轮型线设计优化方法。

背景技术

配气机构是内燃机的重要组成部分，常见的配气机构是由配气凸轮驱动的，而凸轮型线设计是配气机构的核心，其设计的好坏直接影响到发动机的经济性、动力性以及运行平稳性和可靠性。因此，配气凸轮型线的设计优化显得尤其重要。

传统的凸轮型线设计采用高次方多项式对凸轮型线进行设计，这种方法虽然形式简单，但缺乏局部控制的灵活性。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷或不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种小型汽油发动机配气凸轮型线设计优化方法，该方法通过控制挺柱加速度曲线，将加速度曲线分成若干段，使用多种函数灵活搭配，以满足各区间相应的运动学、动力学要求，特别是引入一段加速度为零，即速度为常速段，可以控制速度，以满足凸轮偏心率的要求。

本发明采取的技术方案为提供一种小型汽油发动机配气凸轮型线设计优化方法，包括以下步骤：

A、确定凸轮加速度曲线；

B、求出凸轮加速度函数；

C、根据凸轮加速度函数求出速度函数和升程函数；

D、根据发动机设计目标确定边界条件和参数范围；

E、根据边界条件和参数范围，确定出最优的凸轮型线。

作为本发明的进一步改进，所述边界条件和参数范围包括最大正加速度、最大负加速度、凸轮半包角、最大挺柱升程、挺柱落座速度、挺柱最大速度、最大凸轮偏心率。

作为本发明的进一步改进，所述步骤A中凸轮加速度曲线满足相应区间的运动学、动力学和发动机性能要求。

作为本发明的进一步改进，所述步骤B中求得凸轮加速度函数在于使用任意函数来自由搭配。

本发明的有益效果是：采用上述设计方法，可以使曲线光滑连续，可以获得较高的加速度值，又能避免出现大的加速度阶跃，且能很好的控制凸轮最大速度值，避免超出最大偏心率的要求。

附图说明

图1是本发明小型汽油发动机配气凸轮型线设计优化方法的流程图；

图2是本发明小型汽油发动机配气凸轮型线设计优化方法的加速度曲线图；

图3是本发明小型汽油发动机配气凸轮型线设计优化方法的速度曲线图；

图4是本发明小型汽油发动机配气凸轮型线设计优化方法的凸轮升程曲线图；

其中，图中α₁～α₆为各段型线包角，A₁为第一段和第三段末端加速度值，A₂为第四段末端加速度值，A_max为最大正加速度值，A_min为最大负加速度值，v_max为挺柱最大速度，h_max为凸轮最大升程。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1所示，提供一种小型汽油发动机配气凸轮型线设计优化方法，包括以下步骤：

A、确定凸轮加速度曲线；

B、求出凸轮加速度函数；

C、根据凸轮加速度函数求出速度函数和升程函数；

D、根据发动机设计目标确定边界条件和参数范围；

E、根据边界条件和参数范围，确定出最优的凸轮型线。

所述边界条件和参数范围包括最大正加速度、最大负加速度、凸轮半包角、最大挺柱升程、挺柱落座速度、挺柱最大速度、最大凸轮偏心率。

所述步骤A中凸轮加速度曲线满足相应区间的运动学、动力学和发动机性能要求。

所述步骤B中求得凸轮加速度函数在于使用任意函数来自由搭配。

本发明拟用工作段采用6段函数组成，其特点是：所述工作段挺柱加速度曲线a(α)由6段函数组成。