[發明專利]一種氣門活塞極限間隙計算方法和系統

有效

• 申請號: 201810365864.1
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108595832B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 劉芳;田入園;陶麗芳;劉建華
• 申請（專利權）人: 蕪湖航瑞航空動力產業技術研究院有限公司;安徽航瑞航空動力裝備有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 朱圣榮

本發明揭示了一種氣門活塞極限間隙計算方法：輸入以下參數：曲柄半徑R、連桿長度L、曲軸轉角氣門關閉時氣門頂與活塞避閥坑的名義距離H_l、各關聯運動件的公差Δ₁、凸輪總誤差Δ_α、氣門相位調節角度δ、氣門傾角β、根據相關公式確定活塞的運動方程：確定氣門升程根據相關公式計算氣門與活塞間隙C。該系統和方法構建了一種新的計算方法及簡單、高效的實現方式，從而更好地指導設計，以提高開發效率，縮短設計周期。

技術領域

本發明涉及活塞發動機燃燒系統的技術領域，特別涉及氣門活塞極限間隙的計算分析方法。

背景技術

氣門和活塞是發動機性能得以實現的重要部件，通過氣門的開啟和活塞的往復運動的配合，實現了發動機的性能。在發動機工作時，氣門和活塞都遵循一定的規律在運動，當活塞由下止點向上運動，到達上止點時，若氣門仍處于較大開啟狀態，就會出現氣門撞擊活塞的現象，為了氣門與活塞運動的順暢，必須保證活塞與氣門之間有足夠的間隙。

目前，傳統的氣門活塞間隙的分析方法大致分成兩種：1)通過構建發動機氣門與活塞間隙的數學模型，建立簡化方程并求解；2)通過利用cae軟件，搭建系統模型，然后利用間隙分析功能得出活塞與氣門的最小運動間隙。

以上兩種計算分析方法分別存在著計算公式復雜、求解精度低，CAE模型搭建時間長、要求設計師具有仿真分析能力及忽略了設計和傳動鏈公差的影響因素等缺點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是實現一種新的用于計算氣門活塞極限間隙的方法和系統，構建成簡單、高效、準確的實現方式。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種氣門活塞極限間隙計算方法：

輸入以下參數：

曲柄半徑R、連桿長度L、曲軸轉角氣門關閉時氣門頂與活塞避閥坑的名義距離H_l、各關聯運動件的公差Δ₁、凸輪總誤差Δ_α、氣門相位調節角度δ、氣門傾角β、

根據公式確定活塞的運動方程：

確定氣門升程

計算氣門與活塞間隙C：

所述氣門相位調節角度δ相位前滯時，取正值，相位后滯時，取負值。

所述氣門傾角β計算進氣門與活塞間隙時，取正；計算排氣門與活塞間隙時，取負。

所述公差Δ₁為各關聯運動件的尺寸公差、配合間隙及熱變形公差。

所述公差Δ₁包括：曲軸主軸頸最大軸頸半徑間隙、連桿軸頸最大軸承半徑間隙、活塞銷處最大軸承半徑間隙、曲柄長度公差、連桿長度公差、活塞壓縮高度公差、曲軸中心到缸體上表面距離公差、缸墊厚度公差、氣門到缸蓋底面距離公差、活塞壓縮高度上的熱膨脹量。

所述總誤差Δ_α為凸輪型線制造、傳動鏈裝配及傳遞相位總誤差。

一種氣門活塞極限間隙計算系統，系統設有用于輸入參數的輸入單元，所述輸入單元將用戶輸入的參數輸送至處理器，所述處理器將計算獲得氣門活塞極限間隙輸送至顯示器顯示，所述處理器利用所述氣門活塞極限間隙計算方法計算氣門活塞極限間隙。

所述處理器利用Excel分析程序執行氣門活塞極限間隙計算方法。

本發明具有以下優點：

1)從理論上比傳統的計算方法更加完善，減少了零件尺寸公差、凸輪型線制造、傳動鏈裝配及傳遞相位誤差等對實際結果的影響；