[发明专利]一种气门活塞极限间隙计算方法和系统

说明书

本发明揭示了一种气门活塞极限间隙计算方法：输入以下参数：曲柄半径R、连杆长度L、曲轴转角气门关闭时气门顶与活塞避阀坑的名义距离H_l、各关联运动件的公差Δ₁、凸轮总误差Δ_α、气门相位调节角度δ、气门倾角β、根据相关公式确定活塞的运动方程：确定气门升程根据相关公式计算气门与活塞间隙C。该系统和方法构建了一种新的计算方法及简单、高效的实现方式，从而更好地指导设计，以提高开发效率，缩短设计周期。

技术领域

本发明涉及活塞发动机燃烧系统的技术领域，特别涉及气门活塞极限间隙的计算分析方法。

背景技术

气门和活塞是发动机性能得以实现的重要部件，通过气门的开启和活塞的往复运动的配合，实现了发动机的性能。在发动机工作时，气门和活塞都遵循一定的规律在运动，当活塞由下止点向上运动，到达上止点时，若气门仍处于较大开启状态，就会出现气门撞击活塞的现象，为了气门与活塞运动的顺畅，必须保证活塞与气门之间有足够的间隙。

目前，传统的气门活塞间隙的分析方法大致分成两种：1)通过构建发动机气门与活塞间隙的数学模型，建立简化方程并求解；2)通过利用cae软件，搭建系统模型，然后利用间隙分析功能得出活塞与气门的最小运动间隙。

以上两种计算分析方法分别存在着计算公式复杂、求解精度低，CAE模型搭建时间长、要求设计师具有仿真分析能力及忽略了设计和传动链公差的影响因素等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种新的用于计算气门活塞极限间隙的方法和系统，构建成简单、高效、准确的实现方式。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种气门活塞极限间隙计算方法：

输入以下参数：

曲柄半径R、连杆长度L、曲轴转角气门关闭时气门顶与活塞避阀坑的名义距离H_l、各关联运动件的公差Δ₁、凸轮总误差Δ_α、气门相位调节角度δ、气门倾角β、

根据公式确定活塞的运动方程：

确定气门升程

计算气门与活塞间隙C：

所述气门相位调节角度δ相位前滞时，取正值，相位后滞时，取负值。

所述气门倾角β计算进气门与活塞间隙时，取正；计算排气门与活塞间隙时，取负。

所述公差Δ₁为各关联运动件的尺寸公差、配合间隙及热变形公差。

所述公差Δ₁包括：曲轴主轴颈最大轴颈半径间隙、连杆轴颈最大轴承半径间隙、活塞销处最大轴承半径间隙、曲柄长度公差、连杆长度公差、活塞压缩高度公差、曲轴中心到缸体上表面距离公差、缸垫厚度公差、气门到缸盖底面距离公差、活塞压缩高度上的热膨胀量。

所述总误差Δ_α为凸轮型线制造、传动链装配及传递相位总误差。

一种气门活塞极限间隙计算系统，系统设有用于输入参数的输入单元，所述输入单元将用户输入的参数输送至处理器，所述处理器将计算获得气门活塞极限间隙输送至显示器显示，所述处理器利用所述气门活塞极限间隙计算方法计算气门活塞极限间隙。

所述处理器利用Excel分析程序执行气门活塞极限间隙计算方法。

本发明具有以下优点：

1)从理论上比传统的计算方法更加完善，减少了零件尺寸公差、凸轮型线制造、传动链装配及传递相位误差等对实际结果的影响；