凸轮轴的制造方法与工艺

本发明涉及一种用于多汽缸四冲程内燃机的凸轮轴。具体地，本发明涉及一种用于四汽缸直列式内燃机的凸轮轴。

背景技术：
多汽缸发动机的汽缸设置为依次进行其动力冲程。每个汽缸进行其动力冲程的次序在本领域中称为点火次序。发动机的点火次序主要由汽缸的定位以及曲轴的曲柄所决定，其中曲轴的旋转对于汽缸内的活塞的操作/工作是重要的。对于四汽缸四冲程发动机，动力冲程以曲轴旋转一百八十度的间隔出现，并且活塞成对地在汽缸内运动，例如，第一和第四汽缸内的活塞成对运动，第二和第三汽缸内的活塞成对运动。例如，在具有1-3-4-2的点火次序的四汽缸发动机中，当第一活塞开始其做功冲程时，第四汽缸内的活塞将开始其进气冲程，第二活塞将开始其排气冲程，第三活塞将开始其压缩冲程。在排气冲程中，废气通过排气门从汽缸中排入排气歧管。排气歧管收集来自每个汽缸的废气，并且将废气导向排气管或者涡轮增压器。简而言之，排气歧管包含与相应汽缸的汽缸盖连接并且从其延伸出来的若干分支。排气歧管包含多个入口和通常连接到排气管的出口，排气管帮助废气经处理后排放到大气中。排气歧管通常铸成或制成与发动机汽缸盖独立的部分，或者可以制成汽缸盖铸件的构成部分。在集成式排气歧管的情况中，排气歧管端口流道长度或分支非常短，以容许盖的铸造，并且也节省盖的材料成本。一个与排气歧管、尤其是集成式排气歧管的布局相关的问题是汽缸之间的干扰，其中，如果存在任何排气门重合，来自一个汽缸的废气可以排入到另一个汽缸。在歧管中来自相邻汽缸的排气分支（例如来自第三和第四汽缸的排气分支）相对较短并且凸轮持续期（camdurationperiod）特别长的情况下，例如对于四汽缸发动机来说大于一百八十度的曲柄旋转（crankrotation），这尤其是一个问题。如果凸轮持续期大于180度的曲柄旋转，两个汽缸的排气口非常有可能同时开启，其中，一个口刚闭合的同时另一个口开启。可以理解，上述问题会导致来自高压力汽缸（刚开始其排气冲程的汽缸）的废气流进排气口即将关闭并因此处于较低汽缸压力的相邻汽缸。废气在汽缸间流动的结果是，在发动机循环的下一个进气阶段内，汽缸内的燃料将因废气的存在而被污染，并且因此将影响燃烧效率。目前已经做出了克服废气由一个汽缸排入另一个或者阻断排放的尝试，其涉及排气歧管布局的重新设计。在集成式排气歧管的情况下，由于保持集成式排气管所具有的紧凑配置的需要，排气分支的修改范围受到限制。需要使废气从一个汽缸排入另一个的可能性最小化。还需要防止来自一个汽缸的排放阻断来自另一个汽缸的排放。还需要使异常燃烧、也称为爆震的可能性最小化，其因燃料吸入之后废气与燃料在汽缸中混合所导致。

技术实现要素：
本发明的第一方面提供一种用于多汽缸四冲程内燃机的凸轮轴，该凸轮轴包含：沿凸轮轴纵向轴线间隔开的多个排气瓣，其中，排气瓣设置成使多汽缸发动机的每个汽缸与至少一个排气瓣相关联；其中，每个排气瓣设置成在凸轮轴旋转时操纵其关联汽缸的排气门；并且其中，第一排气瓣的峰值升程（peaklift）相对于第二排气瓣的峰值升程角移位一个凸轮旋转角度，该凸轮旋转角度大于由凸轮轴的整个旋转角度（revolution）除以多汽缸发动机的汽缸数所定义的角度；其中第二排气瓣与第一排气瓣所关联的汽缸的后继点火汽缸相关联，并且其中第二排气瓣所关联的后继点火汽缸是与第一排气瓣所关联的汽缸物理上相邻的汽缸。有益地，通过增大物理上相邻且相继点火的汽缸所关联的排气瓣的尖端或峰值升程之间的角度，较早点火汽缸的排气口将早于常规的对称配置而开始关闭，并且后继点火汽缸排气口的开启可以被推迟。这样，可以降低两个排气口开启的交叉或重叠期。因此，降低了可以发生废气由一个汽缸传递到另一个的凸轮轴旋转期。例如，在直列式四汽缸四冲程发动机中，其中由曲轴角度数决定排气门开启时的凸轮轴在时间意义上的持续期：凸轮轴的九十度开启期相当于一百八十度的曲轴旋转。对于具有1-3-4-2的点火次序的直列式四汽缸发动机，第四汽缸后继于第三汽缸点火，第一汽缸后继于第二汽缸点火。根据本发明，这种发动机的排气凸轮轴上的排气瓣可以设置成使第三汽缸所关联的排气瓣的尖端或峰值升程从第四汽缸所关联的排气瓣的尖端或峰值升程角移位一个大于九十度的凸轮轴旋转角度。类似地，第二汽缸所关联的排气瓣的尖端或峰值升程可以从第一汽缸所关联的排气瓣的尖端或峰值升程角移位大于九十度。术语“物理上相邻”应被理解为涉及相对于所关联汽缸的物理布局/位置的排气瓣配置。在四汽缸发动机的情况下，汽缸从1到4顺序编号。因此，第一汽缸与第二汽缸物理上相邻，第二汽缸与第三汽缸物理上相邻，并且第三汽缸与第四汽缸物理上相邻。这样，可以认为第一汽缸（汽缸1）所关联的排气瓣与第二汽缸（汽缸2）所关联的排气瓣物理上相邻，第二汽缸（汽缸2）所关联的排气瓣与第三汽缸（汽缸3）所关联的排气瓣物理上相邻，第三汽缸（汽缸3）所关联的排气瓣与第四汽缸（汽缸4）所关联的排气瓣物理上相邻。有利地，相邻排气瓣的大于由凸轮轴的整个旋转角度除以汽缸数所定义的角度的凸轮轴旋转角度的角位移调节物理上相邻并且相继点火的汽缸的排气口开启和关闭之间的时间。通过将后继点火且物理上相邻的汽缸所关联的排气瓣移位一个大于由凸轮轴整个旋转角度除以汽缸数所定义的角度，减少两个排气门同时移动并且两个排气口同时开启的时间段。应当理解，排气瓣可以分布为尖端或峰值升程以非均匀角度间隔围绕凸轮轴。在四汽缸发动机的情况下，凸轮轴开启期（camshaftsopeningperiod）通常是九十度的凸轮轴旋转以及一百八十度的曲柄旋转。因此，通过改变排气瓣的相对角度位置，改变了相对于一百八十度的曲柄旋转的凸轮轴旋转量，并且因此，减少了两个排气口开启的交叉或重叠。这样，使废气从一个汽缸排入另一个的发生率减到最小。根据本发明一实施例的凸轮轴适合用于直列式四汽缸发动机，其中，发动机包含第一汽缸、第二汽缸、第三汽缸、和第四汽缸，并且其中凸轮轴可以包含至少四个在凸轮轴上间隔开的排气瓣，以使发动机的每个汽缸与至少一个排气瓣相关联。排气瓣的尖端或者峰值升程可以以非对称角度间隔围绕凸轮轴分布，其中排气瓣设置为非相互垂直的角度。在本发明的一实施例中，凸轮轴包含四汽缸发动机排气侧的排气瓣，其中，与至少两个汽缸关联的排气瓣中的每一个可以设置成使尖端或其峰值升程点相对于后继点火且相邻的汽缸所关联的排气瓣的尖端或峰值升程点角移位大于九十度。汽缸的设置可以是以第一和第二对的方式运转，并且因此，第一对中的汽缸所关联的排气瓣的尖端或峰值升程可以相对于第二对中的汽缸所关联的排气瓣的尖端或峰值升程角移位。至少一个排气瓣可以设置成使其尖端或峰值升程相对于后继点火且相邻的汽缸所关联的排气瓣的尖端或峰值升程角移位大约九十六度。根据本发明的第一方面，第一排气瓣的尖端或峰值升程可以从第二排气瓣的尖端或峰值移位九十六度。例如，在具有1-3-4-2点火次序的直...