(7.3.1)--7.3凸轮角速度的确定.pdf
凸轮凸轮角速度的确定角速度的确定一、问题一、问题与问题与问题1相比，问题相比，问题2发生了两处变化：发生了两处变化：一是左侧一是左侧A处考虑了高压油泵的控制处考虑了高压油泵的控制作用，使作用，使A处的压力变化不再恒定；处的压力变化不再恒定；二是二是喷油嘴喷油嘴结构增加了针阀并影响了结构增加了针阀并影响了该处的喷油速率。该处的喷油速率。一、问题图图1 高压油管实际工作过程示意图高压油管实际工作过程示意图二、柱塞位移随时间变化的关系图图2 凸轮极径与极角关系曲线图凸轮极径与极角关系曲线图极角（极角（rad）极径（极径（mm）07.2390.017.23890.027.23850.037.23790.047.23710.057.2360.067.23470.077.23310.087.23130.097.22920.17.22690.117.22440.127.22160.137.21860.147.21540.157.21190.167.20820.177.20420.187.20.197.19560.27.19090.217.1862.4146sin4.8276r-4-202468-6-4-20246附件附件1二、柱塞位移随时间变化的关系图图3 凸轮凸轮运动几何关系图运动几何关系图根据根据几何关系，几何关系，有：有：旋转旋转角度差：角度差：得出得出柱塞上升的距离柱塞上升的距离h hcossinsincosxxyyxyt()max(2.4146sin4.8276)sin()h tt柱塞柱塞腔内腔内体积：体积：2()20()2LDV th t二、喷油嘴的喷油速率随时间变化的关系时间(ms)距离(mm)时间(ms)距离(mm)002.011.99420.011.2337E-062.021.97040.021.9739E-052.031.92960.039.9928E-052.041.87390.040.000315812.051.80520.050.000770962.061.72580.060.00159842.071.63760.070.00296072.081.54270.080.0050492.091.44320.090.00808342.11.34090.10.0123122.111.23730.110.0180082.121.13410.120.0254732.131.03260.130.0350292.140.933820.140.0470212.150.838820.150.0618092.160.748330.160.0797682.170.662960.170.101282.180.583120.180.126742.190.509120.190.156512.20.441110.20.190982.210.37912附件附件2 图图4 针阀升程与时间关系针阀升程与时间关系图图二、喷油嘴的喷油速率随时间变化的关系图图5 喷油喷油嘴结构示意图嘴结构示意图圆台圆台侧面积侧面积公式公式:针针阀和圆锥密封座之间的最小截面积与针阀升阀和圆锥密封座之间的最小截面积与针阀升程：程：21sin922sin9cos9lHRdRdH 针针1sin9(sin9cos9)SHdH针喷油喷油嘴最下端喷孔面积为：嘴最下端喷孔面积为：220.492dS底12()Sl RR二、喷油嘴的喷油速率随时间变化的关系喷油嘴喷油的有效面积为喷油嘴喷油的有效面积为:此时此时喷油嘴的喷油嘴的喷油量随时喷油量随时间变化可以表示为间变化可以表示为：12()min,S tS S2(),2.45,()0,BPCS tnTtnT nNQt 其他图图4 针阀升程与时间关系针阀升程与时间关系图图图图6 针阀升程与时间关系针阀升程与时间关系图图对于单向阀对于单向阀A A，进进油量为：油量为：2()(),()()0,LRLRALLRP tP tCAPPQttPP三、建立优化模型212min()100)tRtZP tdt以高压油管内的以高压油管内的压力波动最小压力波动最小为目标为目标,目标函数为目标函数为三、建立优化模型001()()()()2()(),()()0,2(),2.45,()0,.()()mTTLARBLRLRALLRBt Qt dtt Qt dtP tP tCAPPQttPPPCS tnTtnT nNQtstPgS t 其他122in(),()20()2()()()LLLS t SDV th tM ttV tT20min()100)ZP tdt()max(2.4146sin4.8276)sin()h tt四、模型求解利用二分法，发现凸轮角速度稳定利用二分法，发现凸轮角速度稳定在：在：0.020.03rad/0.020.03rad/msms之之间时，油管最终压力比较稳定，通过双重迭代确定凸轮角速间时，油管最终压力比较稳定，通过双重迭代确定凸轮角速度相对比较精确地值，该过程的步骤如下：度相对比较精确地值，该过程的步骤如下：四、模型求解Step1:角速度角速度0.0266,0.0285rad/ms,dt=0.0001rad/ms;在在每一个角速度下，以每一个角速度下，以0.01ms步长在时间区间步长在时间区间0.01ms,5s内再次内再次迭代迭代,找出找出每一时刻柱塞的最大升程。每一时刻柱塞的最大升程。Step2:凸轮凸轮转动引起柱塞腔体积转动引起柱塞腔体积变化变化,考虑考虑凸轮转动时凸轮转动时对高压油泵的密度对高压油泵的密度影响影响:()()(1)(1)L iL iLL iL iVV2(1)()2aL iL idVVh（）四、模型求解四、模型求解四、模型求解五、模型解释图图8 凸轮凸轮角速度与角速度与油管压力油管压力偏差偏差平方和的关系图平方和的关系图五、模型解释图图9 角速度角速度为为0.0274rad/ms时油管压力变化图时油管压力变化图谢谢大家！谢谢大家！本视频课程中的部分图片、视频引自有关图书、网络，特向这些图片、视频的制作者和有关图书的出版者和相关网络表示感谢；因多种原因，事先未与作者和出版社取得联系，特向他们表示歉意。
