一种柴油机高压燃油泵安装相位设置方法

摘要

本发明提供一种柴油机高压燃油泵安装相位设置方法，通过控制高压燃油泵正时齿轮的安装相位来错开高压燃油泵的柱塞泵油脉冲的叠加，从而降低对正时系统的最大作用力，进而保证正时系统的稳定性及延长各零部件的使用寿命。该方法包括步骤：A、仿真计算得到凸轮轴不带高压燃油泵的扭矩曲线以及高压燃油泵扭矩曲线；B、对凸轮轴不带高压燃油泵的扭矩曲线以及高压燃油泵扭矩曲线进行相位优化匹配计算，得到凸轮轴匹配扭矩曲线；C、确定最佳相位点：在凸轮轴匹配扭矩曲线上寻找到凸轮轴不带高压燃油泵的扭矩曲线与高压燃油泵扭矩曲线两者的对应波峰与波谷叠加的点，即为最佳相位点；D、在高压燃油泵正时齿轮和凸轮轴驱动齿轮上分别作相位标记点。

说明书

技术领域

本发明涉及柴油发动机技术领域，具体涉及一种柴油机高压燃油泵安装相位设置方法。

背景技术

目前柴油发动机普遍采用凸轮轴偏心轮为高压燃油泵提供动力，而发动机通过正时链（或皮带，齿轮）传动将曲轴动力传递到凸轮轴。凸轮轴旋转三圈，曲轴旋转六圈，高压燃油泵旋转四圈。曲轴，凸轮轴之间存在相位关系，而高压燃油泵与凸轮轴之间是一个简单的机械装配关系，高压油泵的柱塞泵油脉冲所产生的扭矩会通过凸轮轴传递到正时系统，使得正时轮系受到冲击，导致正时链（或皮带，齿轮）传动系统性能下降，系统零部件寿命不高，甚至会导致发动机失效。

发明内容

本发明的目的是提出一种柴油机高压燃油泵安装相位设置方法，通过控制高压燃油泵正时齿轮的安装相位来错开高压燃油泵的柱塞泵油脉冲的叠加，从而降低对正时系统的最大作用力，进而保证正时系统的稳定性及延长各零部件的使用寿命。

根据本发明提供的柴油机高压燃油泵安装相位设置方法，包括以下步骤：

A、对柴油机的配气机构进行动力学的仿真计算，得到凸轮轴不带高压燃油泵的扭矩曲线以及高压燃油泵扭矩曲线；

B、对凸轮轴不带高压燃油泵的扭矩曲线以及高压燃油泵扭矩曲线进行相位优化匹配计算，得到凸轮轴匹配扭矩曲线，其中，所述相位优化匹配的原则是错开凸轮轴不带高压燃油泵的扭矩曲线与高压燃油泵扭矩曲线两者的波峰；

C、确定最佳相位点：在B步骤的凸轮轴匹配扭矩曲线上寻找到凸轮轴不带高压燃油泵的扭矩曲线与高压燃油泵扭矩曲线两者的对应波峰与波谷叠加的点，即为最佳相位点；

D、根据最佳相位点，在高压燃油泵正时齿轮和凸轮轴驱动齿轮上分别作相位标记点。

进一步的，所述A步骤的仿真计算采用TYCON软件模块。

进一步的，所述A步骤的仿真计算输入参数包括模型、凸轮轴型线、气门弹簧参数、传动参数、爆发压力、高压燃油泵载荷；仿真计算的输出参数为凸轮轴不带高压燃油泵扭矩曲线和高压燃油泵扭矩曲线。

进一步的，所述模型包括曲轴、曲轴正时齿轮、正时链、凸轮轴正时齿轮、偏心凸轮轴、高压燃油泵正时齿轮、高压燃油泵、凸轮轴驱动齿轮、高压燃油泵驱动轴以及高压燃油泵正时齿轮定位件，所述曲轴前端安装曲轴正时齿轮，所述曲轴正时齿轮通过正时链驱动凸轮轴正时齿轮，所述凸轮轴正时齿轮将力矩传递到偏心凸轮轴上，所述偏心凸轮轴传递力矩到凸轮轴驱动齿轮，所述凸轮轴驱动齿轮通过与高压燃油泵正时齿轮的齿轮传动驱动高压燃油泵，所述高压燃油泵正时齿轮通过高压燃油泵正时齿轮定位件定位于高压燃油泵驱动轴上。

具体的说，所述高压燃油泵正时齿轮定位件为半圆键。

进一步的，所述仿真计算的算法依次包括步骤：①确定全局坐标系；②明确初始条件：一缸燃烧上止点为一缸凸轮轴相位点；③建立配气机构模型；④确定配气相位；⑤整合成机构模型；⑥施加驱动及负载；⑦仿真计算。

进一步的，所述D步骤的最佳相位点为高压燃油泵正时齿轮上和凸轮轴驱动齿轮上带颜色的圆点凹坑。

本发明通过相应的动态计算定义高压燃油泵正时齿轮与凸轮轴驱动齿轮间的最佳相位点，通过控制高压燃油泵正时齿轮的安装相位来错开高压燃油泵的柱塞泵油脉冲的叠加，可以解决柴油机高压燃油泵的柱塞泵油脉冲导致正时链传动系统性能下降及系统零部件寿命不高的问题。

附图说明

图1为本发明的模型结构图。

图2为本发明的高压燃油泵正时齿轮的正时标记示意图。

图3为本发明的高压燃油泵正时齿轮的安装结构示意图。

图4为本发明的高压燃油泵正时齿轮和凸轮轴驱动齿轮的最佳相位点安装示意图。

图5为本发明的凸轮轴不带高压燃油泵的扭矩曲线。

图6为本发明的高压燃油泵扭矩曲线。

图7为本发明的凸轮轴与高压燃油泵最佳相位示意图。

其中图示：1、曲轴；2、曲轴正时齿轮；3、正时链；4、凸轮轴正时齿轮；5、偏心凸轮轴；6、高压燃油泵正时齿轮；7、高压燃油泵；8、凸轮轴驱动齿轮；9、高压燃油泵驱动轴；10、半圆键；11、高压燃油泵正时齿轮相位标记点；12、凸轮轴驱动齿轮相位标记点；A、凸轮轴不带高压燃油泵的扭矩曲线；B、高压燃油泵扭矩曲线；C、凸轮轴扭矩。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

如图1-7，本发明的柴油机高压燃油泵安装相位设置方法，包括以下步骤：

A、对柴油机的配气机构进行动力学的仿真计算，得到凸轮轴不带高压燃油泵的扭矩曲线A以及高压燃油泵扭矩曲线B，如图5和图6所示；

B、对凸轮轴不带高压燃油泵的扭矩曲线A以及高压燃油泵扭矩曲线B进行相位优化匹配计算，得到凸轮轴匹配扭矩曲线C，其中，相位优化匹配的原则是错开凸轮轴不带高压燃油泵的扭矩曲线A与高压燃油泵扭矩曲线B两者的波峰；

C、确定最佳相位点：在B步骤的凸轮轴匹配扭矩曲线C上寻找到凸轮轴不带高压燃油泵的扭矩曲线A与高压燃油泵扭矩曲线B两者的对应波峰与波谷叠加的点，即为最佳相位点；

D、根据最佳相位点，在高压燃油泵正时齿轮6上作相位标记点11，在凸轮轴驱动齿轮8上作相位标记点12，如图4所示。

作为优选的实施方式，在本实施例中，上述A步骤的仿真计算采用AVL公司的TYCON软件模块。

优选的，上述A步骤的仿真计算输入参数包括模型、凸轮轴型线、气门弹簧参数、传动参数、爆发压力、高压燃油泵载荷；仿真计算的输出参数为凸轮轴不带高压燃油泵扭矩曲线A和高压燃油泵扭矩曲线B。

优选的，所述模型包括曲轴1、曲轴正时齿轮2、正时链3、凸轮轴正时齿轮4、偏心凸轮轴5、高压燃油泵正时齿轮6、高压燃油泵7、凸轮轴驱动齿轮8、高压燃油泵驱动轴9以及高压燃油泵正时齿轮定位件，曲轴1前端安装曲轴正时齿轮2，曲轴正时齿轮2通过正时链3驱动凸轮轴正时齿轮4，凸轮轴正时齿轮4将力矩传递到偏心凸轮轴5上，偏心凸轮轴6传递力矩到凸轮轴驱动齿轮8，凸轮轴驱动齿轮8通过与高压燃油泵正时齿轮6的齿轮传动驱动高压燃油泵7，高压燃油泵正时齿轮6通过高压燃油泵正时齿轮定位件定位于高压燃油泵驱动轴9上。其中，正时链3可以是链条、皮带或齿轮。

优选的，高压燃油泵正时齿轮定位件为半圆键10。

优选的，仿真计算的算法依次包括步骤：①确定全局坐标系；②明确初始条件：一缸燃烧上止点为一缸凸轮轴相位点；③建立配气机构模型；④确定配气相位；⑤整合成机构模型；⑥施加驱动及负载；⑦仿真计算。

优选的，D步骤的最佳相位点为高压燃油泵正时齿轮6上带颜色的圆点凹坑11和凸轮轴驱动齿轮8上带颜色的圆点凹坑12。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体设计并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。