一种发动机进气凸轮轴的制作方法

一种发动机进气凸轮轴的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种发动机进气凸轮轴，其型线中的基圆半径设计范围为凸轮轴基圆半径为16mm，凸轮型线最大升程:8mm，缓冲段凸轮升程0.29mm。凸轮桃由一端至另一端依次为凸轮桃径向中心至缓冲段开始夹角为3.5°，开启缓冲段角度27.5°，完全消除气门间隙，气门开启段角度59°，气门最大升程，气门关闭段角度59°，气门完全关闭，关闭缓冲段角度27.5°，结束段至凸轮桃径向中心夹角3.5°。本发明凸轮型轴线开启侧和关闭侧及开启和关闭缓冲段采用对称型线设计，凸轮最大加速度可达到0.029mm/deg2，提高了发动机低转速扭矩，改善发动机的动力性能，降低有害气体的排放。
【专利说明】一种发动机进气凸轮轴

【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机设计领域，尤其涉及一种发动机进气凸轮轴。

【背景技术】
[0002]针对不同的发动机需求状态，发动机凸轮轴会对应设计相对应的凸轮轴型线，以使发动机实现最好的性能要求。现有的小型汽油发动机凸轮轴型线如图1所示，气门开启缓冲段角19°，开启段角度和关闭段角度均为61°，关闭段角度25°，凸轮轴凸轮基圆半径A:16mm，凸轮型线最大升程缓冲段凸轮升程C:0.29_。将其装配到小型汽油发动机后所实现的工作效果存在不足，主要表现为在发动机使用过程中，所能实现的低转速扭矩低，发动机动力性能不足。


【发明内容】

[0003]针对现有技术中存在的缺陷或不足，本发明所要解决的技术问题是:提供一种发动机进气凸轮轴，提高了发动机低转速扭矩，改善发动机的动力性能，降低有害气体的排放。
[0004]本发明采取的技术方案为提供一种发动机进气凸轮轴，该凸轮轴的型线包括基圆
(I)和凸轮桃(2)，所述基圆(I)的圆心与所述凸轮桃(2)的径向中心重合于凸轮中心(14)，而且所述基圆的两个端点分别与所述凸轮桃的两个端点重合，所述凸轮桃的两个端点分别是开启端点(2a)和关闭端点(2b);所述凸轮桃(2)上还包括缓冲段开始点(4)、完全消除气门间隙点(6)、气门最大升程点(8)、气门关闭点(10)、以及关闭缓冲段结束点(12);所述基圆(I)的半径为15-17_，凸轮最大升程为7-8_ ;凸轮缓冲段升程为0.2-0.4mm ;所述开启端点(2a)至所述缓冲段开始点(4)之间的开始角度(3)为1-5° ;所述缓冲段开始点(4)至所述完全消除气门间隙点(6)之间的开启缓冲段角度(5)为25-30° ;所述完全消除气门间隙点(6)至所述气门最大升程点(8)之间的气门开启段角度(7)为55-64° ;所述气门最大升程点(8)至所述气门关闭点(10)之间的气门关闭段角度(9)为55-64° ;所述气门关闭点(10)至所述关闭缓冲段结束点(12)之间的关闭缓冲段角度(11)为25-30° ;所述关闭缓冲结束点(12)至所述关闭端点(2b)之间的结束角度(13)为1-5° ;所述气门最大升程点(8)到所述凸轮中心(14)的距离为22-25mm。
[0005]作为本发明的进一步改进，所述基圆(I)的半径为16mm,凸轮最大升程为8mm ;凸轮缓冲段升程为0.29mm ;所述开启端点(2a)至所述缓冲段开始点(4)之间的开始角度(3)为3.5° ;所述缓冲段开始点(4)至所述完全消除气门间隙点(6)之间的开启缓冲段角度
(5)为27.5° ;所述完全消除气门间隙点(6)至所述气门最大升程点(8)之间的气门开启段角度(7)为59° ;所述气门最大升程点(8)至所述气门关闭点(10)之间的气门关闭段角度(9)为59° ;所述气门关闭点(10)至所述关闭缓冲段结束点(12)之间的关闭缓冲段角度(11)为27.5° ;所述关闭缓冲结束点(12)至所述关闭端点(2b)之间的结束角度(13)为
3.5°所述气门最大升程点(8)到所述凸轮中心(14)的距离为24mm。
[0006]相于现有技术，发明中的小型汽油发动机的排气凸轮，该凸轮的型线中的基圆半径设计范围为15?17mm，使得凸轮型线可以平稳过渡，在实际的发动机耐久性试验中，完全达到了发动机的设计要求，基圆半径的设计值超出15?17_范围时，凸轮过渡段的磨损量在50 μ m?60 μ m间，而基圆半径选择在15?17mm范围时凸轮过渡段的磨损量小于50 μ m ;凸轮型线的最大升程设计范围为7?8mm ;缓冲段凸轮升程设计范围为0.2?
0.4mm,可以兼顾到发动机的高、低速性能，因而可以实现发动机不同转速下性能的优化。
[0007]本发明的有益效果是:本发明凸轮最大加速度可达到0.029mm/ deg2，提高发动机低转速扭矩，改善发动机的动力性能，降低有害气体的排放。

【专利附图】

【附图说明】
[0008]图1是本发明发动机进气凸轮轴的型线示意图。

【具体实施方式】
[0009]下面结合【专利附图】

【附图说明】及【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0010]如图1所示，该凸轮轴的型线包括基圆(I)和凸轮桃(2)，所述基圆(I)的圆心与所述凸轮桃(2)的径向中心重合于凸轮中心(14)，而且所述基圆的两个端点分别与所述凸轮桃的两个端点重合，所述凸轮桃的两个端点分别是开启端点(2a)和关闭端点(2b);所述凸轮桃(2)上还包括缓冲段开始点(4)、完全消除气门间隙点(6)、气门最大升程点(8)、气门关闭点(10)、以及关闭缓冲段结束点(12);所述基圆(I)的半径为15-17mm，凸轮最大升程为7-8mm ;凸轮缓冲段升程为0.2-0.4mm ;所述开启端点(2a)至所述缓冲段开始点(4)之间的开始角度(3)为1-5° ;所述缓冲段开始点(4)至所述完全消除气门间隙点(6)之间的开启缓冲段角度(5)为25-30° ;所述完全消除气门间隙点(6)至所述气门最大升程点(8)之间的气门开启段角度(7)为55-64° ;所述气门最大升程点(8)至所述气门关闭点(10)之间的气门关闭段角度(9)为55-64° ;所述气门关闭点(10)至所述关闭缓冲段结束点(12)之间的关闭缓冲段角度(11)为25-30° ;所述关闭缓冲结束点(12)至所述关闭端点(2b)之间的结束角度(13)为1-5° ;所述气门最大升程点(8)到所述凸轮中心(14)的距离为22-25mm。
[0011]本发明优选的方案为:基圆的半径为16mm, 16mm是实现本凸轮型线平稳过渡的最佳数值，在发动机耐久性试验中，凸轮过渡段的磨损量小于50 μ m，完全达到了发动机的设计要求；开启端点至缓冲段开始点之间的开始角度为3.5° ;缓冲段开始点至完全消除气门间隙点之间的开启缓冲段角度为27.5° ;完全消除气门间隙点至气门最大升程点之间的气门开启段角度为59° ;气门最大升程点至气门关闭点间的气门关闭段角度为59° ;气门关闭点至关闭缓冲段结束点之间的关闭缓冲段角度为27.5° ;关闭缓冲结束点至关闭端点之间的结束角度为3.5° ;气门最大升程点到凸轮中心的距离为24_。凸轮型线开启侧和关闭侧及开启和关闭缓冲段采用对称型线设计凸轮最大加速度可达到0.029mm/ deg2，用于某1.2L发动机上后，测得在低速时最大扭矩112N.m/ (3600?3800)rpm，全负荷最低油耗260g/kw.h,提高发动机低转速扭矩,改善发动机的动力性能,降低有害气体的排放。
[0012]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种发动机进气凸轮轴，该凸轮轴的型线包括基圆(I)和凸轮桃(2)，所述基圆(I)的圆心与所述凸轮桃(2)的径向中心重合于凸轮中心(14)，而且所述基圆的两个端点分别与所述凸轮桃的两个端点重合，所述凸轮桃的两个端点分别是开启端点(2a)和关闭端点(2b);所述凸轮桃(2)上还包括缓冲段开始点(4)、完全消除气门间隙点(6)、气门最大升程点(8)、气门关闭点(10)、以及关闭缓冲段结束点(12);其特征在于:所述基圆(I)的半径为15-17_，凸轮最大升程为7-8_ ;凸轮缓冲段升程为0.2-0.4mm ;所述开启端点(2a)至所述缓冲段开始点(4)之间的开始角度(3)为1-5° ;所述缓冲段开始点(4)至所述完全消除气门间隙点(6)之间的开启缓冲段角度(5)为25-30° ;所述完全消除气门间隙点(6)至所述气门最大升程点(8)之间的气门开启段角度(7)为55-64° ;所述气门最大升程点(8)至所述气门关闭点(10)之间的气门关闭段角度(9)为55-64° ;所述气门关闭点(10)至所述关闭缓冲段结束点(12)之间的关闭缓冲段角度(11)为25-30° ;所述关闭缓冲结束点(12)至所述关闭端点(2b)之间的结束角度(13)为1-5° ;所述气门最大升程点(8)到所述凸轮中心(14)的距离为22-25mm。
2.根据权利要求1所述的发动机进气凸轮轴，其特征在于:所述基圆(I)的半径为16mm,凸轮最大升程为8_ ;凸轮缓冲段升程为0.29mm ;所述开启端点(2a)至所述缓冲段开始点(4)之间的开始角度(3)为3.5° ;所述缓冲段开始点(4)至所述完全消除气门间隙点(6)之间的开启缓冲段角度(5)为27.5° ;所述完全消除气门间隙点(6)至所述气门最大升程点(8)之间的气门开启段角度(7)为59° ;所述气门最大升程点(8)至所述气门关闭点(10)之间的气门关闭段角度(9)为59° ;所述气门关闭点(10)至所述关闭缓冲段结束点(12)之间的关闭缓冲段角度(11)为27.5° ;所述关闭缓冲结束点(12)至所述关闭端点(2b)之间的结束角度(13)为3.5°，所述气门最大升程点(8)到所述凸轮中心(14)的距离为 24mmο
【文档编号】F01L1/08GK104047651SQ201410318283
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】沈玉芳, 刘高领, 甘霖 申请人:上汽通用五菱汽车股份有限公司