[发明专利]进气凸轮及其型线设计方法

权利要求书

1.一种进气凸轮的型线设计方法，所述进气凸轮应用在阿特金森循环的发动机中，其特征在于，所述方法包括：

采用热力学计算方法，通过发动机性能模拟计算，确定所述发动机进气门的延迟关闭角度；

采用运动学计算方法，根据所述延迟关闭角度，计算所述进气凸轮的加速度曲线，并对所述加速度曲线进行二次积分，得到所述进气凸轮的凸轮型线；

对所述凸轮型线进行校核，并通过调整所述延迟关闭角度来调整所述凸轮型线，以使所述凸轮型线满足所述发动机的动力学性能要求和热力学性能要求。

2.如权利要求1所述的型线设计方法，其特征在于，所述采用运动学计算方法，根据所述延迟关闭角度，计算所述进气凸轮的加速度曲线的步骤包括：

将所述发动机的配气机构简化为单质量振动模型，并根据所述延迟关闭角度进行动力学计算，得到所述凸轮的加速度曲线。

3.如权利要求2所述的型线设计方法，其特征在于，所述对所述凸轮型线进行校核，并通过调整所述延迟关闭角度来调整所述凸轮型线，以使所述凸轮型线满足所述发动机的动力学性能要求和热力学性能要求的步骤包括：

根据所述配气机构的各个部件的质量、刚度特性和阻尼特性，建立所述配气机构的多质量振动模型；

根据所述多质量振动模型确定所述凸轮型线是否满足所述发动机的动力学性能要求；

当所述凸轮型线满足动力学性能要求时，通过配气机构计算得到实际延迟角度；

根据所述实际延迟角度进行热力学计算，并判断热力学计算结果是否满足所述发动机的热力学性能要求；

若否，在预设的幅度范围内调整所述延迟关闭角度，并返回执行计算加速度曲线的步骤，直至所述热力学计算结果满足所述热力学性能要求。

4.如权利要求3所述的型线设计方法，其特征在于，所述根据所述多质量振动模型确定所述凸轮型线是否满足所述发动机的动力学性能要求的步骤之后还包括：

当所述凸轮型线不满足动力学性能要求时，在所述预设的幅度范围内调整所述延迟关闭角度，并返回执行计算加速度曲线的步骤，直至所述凸轮型线满足所述发动机的动力学性能要求。

5.如权利要求1所述的型线设计方法，其特征在于，所述采用运动学计算方法，根据所述延迟关闭角度，计算所述进气凸轮的加速度曲线的步骤包括：

根据所述延迟关闭角度，以及连接进气门和凸轮之间的摇臂的摇臂比计算凸轮的包角；

并根据所述包角进行动力学计算，得到所述进气凸轮的加速度曲线。

6.如权利要求1所述的型线设计方法，其特征在于，所述动力学计算公式为：

式中：M所述发动机的配气机构的质量参数；C为所述配气机构的质量阻尼参数；K为所述配气机构的质量刚度参数；X为位移；为速度；为加速度；F为受力。

7.如权利要求1所述的型线设计方法，其特征在于，所述热力学计算公式：

其中，m_c为气缸中的工质的质量；u为比内能；P_c为气缸内压力；V为气缸容积；Q_F为喷入燃料燃烧放出的热量；Q_W为气缸壁热损失；α为进气门的延迟关闭角度；h_BB为漏气焓；为气质量流。

8.如权利要求1所述的型线设计方法，其特征在于，所述动力学性能要求为：所述进气凸轮的速度、加速度、受力满足预设条件。

9.一种进气凸轮，其特征在于，所述进气凸轮采用如权利要求1至7任意一项所述方法设计的型线。

10.如权利要求9所述的进气凸轮，其特征在于，所述凸轮型线的包角为130°～150°凸轮转角。