1.本发明涉及车辆制造技术领域，尤其是涉及一种发动机的进气凸轮、具有该进气凸轮的发动机和具有该发动机的车辆。
背景技术：2.进气门用于控制进入气缸内的气体流量，并配合气缸盖形成并密封燃烧室，以便于实现气缸内的气体燃烧作用。相关技术中，每个气门只有固定的一种凸轮型线，而且同一缸两只进气门的凸轮型线一致，凸轮轴通过驱动气门形成固定的气门升程，但在发动机工作时，气门的凸轮型线无法灵活地适应低转速、中转速和高转速等不同的工作工况，使得发动机的动力性和经济性较差，存在改进的空间。
技术实现要素：3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种发动机的进气凸轮，所述进气凸轮能够实现气门在不同升程状态的切换，工作灵活性和适应性较强，能够提高发动机的灵活性与经济性。
4.根据本发明实施例发动机的进气凸轮，包括：凸轮轴；凸轮线型段，所述凸轮线型段套设于所述凸轮轴上，所述凸轮线型段用于抵压气门，所述凸轮线型段包括依次相连的第一线型段、第二线型段和第三线型段，所述第二线型段沿径向凸出于所述第一线型段，所述第一线型段沿径向凸出于所述第三线型段，且所述第一线型段、所述第二线型段和所述第三线型段均为非对称结构。
5.根据本发明实施例的发动机的进气凸轮，进气凸轮能够选择性地以不同的线型段对气门进行抵压，以使气门的升程灵活可调，进而使得气门控制进入气缸内的气体能够适应发动机实际的做功需求，提升发动机的动力性和燃油经济性。
6.在一些实施例中，所述第一线型段的开启侧的包角小于所述第一线型段的关闭侧的包角。
7.具体地，所述第一线型段的开启侧的包角为a，所述第一线型段的关闭侧的包角为b，满足：40
°
≤a≤46
°
，43
°
≤b≤49
°
。
8.在一些实施例中，所述第二线型段的开启侧的包角小于所述第二线型段的关闭侧的包角。
9.具体地，所述第二线型段的开启侧的包角为c，所述第二线型段的关闭侧的包角为d，满足：68
°
≤c≤74
°
，75
°
≤d≤81
°
。
10.在一些实施例中，所述第三线型段的开启侧的包角小于所述第三线型段的关闭侧的包角。
11.具体地，所述第三线型段的开启侧的包角为e，所述第三线型段的关闭侧的包角为f，满足：40
°
≤e≤46
°
，43
°
≤f≤49
°
。
12.可选地，所述第一线型段、所述第二线型段和所述第三线型段均朝所述进气凸轮
沿径向的同一侧凸出。
13.本发明还提出一种发动机。
14.根据本发明实施例的发动机，设置有上述任一种实施例所述的发动机的进气凸轮。
15.本发明又提出了一种车辆。
16.根据本发明实施例的车辆，设置有上述实施例的发动机。
17.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
18.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1是根据本发明实施例的发动机的进气凸轮的截面图；
20.图2是根据本发明实施例的发动机的进气凸轮的结构示意图。
21.附图标记：
22.进气凸轮100、
23.凸轮轴1，
24.凸轮线型段2，第一线型段21，第二线型段22，第三线型段23。
具体实施方式
25.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
26.下面参考图1-图2描述根据本发明实施例的发动机的进气凸轮100。
27.如图1和图2所示，根据本发明一个实施例的发动机的进气凸轮100，包括：凸轮轴1和凸轮线型段2。凸轮线型段2套设于凸轮轴1上，凸轮线型段2用于抵压气门，凸轮线型段2包括依次相连的第一线型段21、第二线型段22和第三线型段23，第二线型段22沿径向凸出于第一线型段21，第一线型段21沿径向凸出于第三线型段23，且第一线型段21、第二线型段22和第三线型23段均为非对称结构。
28.如图1所示，凸轮线型段2套设于凸轮轴1，凸轮线型段2用于抵压气门，且凸轮线型段2与凸轮轴1同步转动。其中，凸轮线型段2与凸轮轴1过盈配合，以使二者沿周向固定，便于凸轮轴1受驱动力时通过凸轮线型段2驱动气门运动，实现对气门的控制作用。在一些具体实施例中，凸轮线型段2还可锻铸于凸轮轴1，或者将凸轮线型段2的内周壁与凸轮轴1的外周壁通过花键相连，以使二者沿周向固定，固定强度更高，更为稳固。
29.如图1和图2所示，凸轮线型段2包括第一线型段21、第二线型段22和第三线型段23，第一线型段21、第二线型段22和第三线型段23沿轴向依次间隔，第二线型段22的两端分别与第一线型段21和第三线型段23间隔。这样，在通过进气凸轮100抵压气门时，可通过将凸轮线型段2沿轴向的位置进行调节，以使不同的凸轮线型段2与气门相抵。
30.如图1所示，第一线型段21沿径向低于第二线型段22，第一线型段21沿径向高于第
三线型段23，即第二线型段22的最大径向尺寸大于第一线型段21的最大径向尺寸，第一线型段21的最大径向尺寸大于第三线型段23的最大径向尺寸。
31.这样，利用第二线型段22对气门进行抵压时的气门升程大于利用第一线型段21对气门进行抵压时的气门升程，且利用第一线型段21对气门进行抵压时的气门升程大于利用第三线型段23对气门进行抵压时的气门升程，由此，通过切换第一线型段21、第二线型段22、第三线型段23对气门进行抵压，且实现气门升程的调节，便于发动机的输出的驱动力能够灵活地适应实际的运行工况。
32.其中，车辆在实际运行的过程中，包括低速运行、中速运行和高速运行的状态。这样，在车辆需要进行低速运行时，可通过第三线型段23抵压气门，以使发动机以极低的转速进行输出或发动机闭缸不输出驱动力；在车辆需要进行中速运行时，可通过第一线型段21抵压气门，以使发动机以较适中的转速进行输出；在车辆需要进行高速运行时，可通过第二线型段22抵压气门，以使发动机以较高的转速进行输出。
33.由此，本发明的进气凸轮100，可根据车辆实际的运行工况，调节气门的升程，满足发动机不同转速和工况动力性和经济性的要求，确保发动机在1500rpm达到380牛米的扭矩和180千瓦的性能目标，全工况最低比油耗不高于230g/kw.h的油耗目标。
34.如图1所示，第一线型段21、第二线型段22、第三线型段22均为非对称结构，且如图1所示，第一线型段21、第二线型段22和第三线型段23的开启侧包角与关闭侧的包角均不同，即通过第一线型段21、第二线型段22、第三线型段23对气门进行驱动时，气门开启和关闭的速率不同。这样，可根据实际的运行需求，灵活设计第一线型段21、第二线型段22、第三线型段23的包角，以更加有效、准确地适应运行工况。
35.根据本发明实施例的发动机的进气凸轮100，进气凸轮100能够选择性地以不同的线型段对气门进行抵压，以使气门的升程灵活可调，进而使得气门控制进入气缸内的气体能够适应发动机实际的做功需求，提升发动机的动力性和燃油经济性。
36.在一些具体实施例中，发动机的进气凸轮100还包括：滚子摇臂结构。进气凸轮100与滚子摇臂结构配合进行调节，以使不同的凸轮线型段2抵压气门。
37.通过设置滚子摇臂结构，可使进气凸轮100不直接与气门接触设置，便于进气凸轮100的布置，使进气凸轮100结构紧凑，降低进气凸轮100所占体积。
38.滚子摇臂结构包括三个滚子摇臂组件：第一滚子摇臂组件、第二滚子摇臂组件和第三滚子摇臂组件，三个滚子摇臂组件分别与第一线型段21、第二线型段22和第三线型段23相连。其中，第一滚子摇臂组件和第二滚子摇臂组件为定摇臂滚子摇臂组件，第三滚子摇臂组件为可变摇臂滚子摇臂组件。
39.可选地，三个滚子摇臂组件通过锁销控制相连或分离。
40.车辆在实际运行的过程中，包括低速运行、中速运行和高速运行的状态。这样，在车辆需要进行低速运行时，三个滚子摇臂组件通过锁销控制分离，单独工作。第一滚子摇臂组件受第一线型段21控制，抵压主气门，第三滚子摇臂组件受第三线型段23控制，抵压副气门，以使发动机以较低的转速进行输出。在车辆需要进行中速运行时，三个滚子摇臂组件通过锁销控制分离，单独工作。第一滚子摇臂组件受第一线型段21控制，抵压主气门，第三滚子摇臂组件受第三线型段23控制，抵压副气门，以使发动机以中转速进行输出。特别地是，此时第三滚子摇臂组件摇臂切换工作，摇臂比增大，可达到第一线型段21的最大气门升程，
因此此时的速度大于低速运行时速度。在车辆需要进行高速运行时，三个滚子摇臂组件通过锁销控制相连为一体，受第二线型段22控制，抵压主副进气门，以使发动机以较高的转速进行输出。
41.在一些具体实施例中，第一线型段21的开启侧的包角小于第一线型段21的关闭侧的包角。这样，通过第一线型段21抵压气门时，气门开启的时长低于气门关闭的时长，利于增加气体排出，减少废气量，提升发动机的运行性能。
42.具体地，第一线型段21的开启侧的包角为a，第一线型段21的关闭侧的包角为b，满足：40
°
≤a≤46
°
，43
°
≤b≤49
°
。如在一些实施例中，第一线型段21的开启侧的包角为43
°
，第一线型段21的关闭侧的包角为46
°
，丰满系数为0.55。
43.在保证丰满系数的条件下，可将正加速度控制在40度～45度，最大正加速度值控制在40～50mm/rad^2，最大跃度控制在不超过810mm/rad^3；为保证凸轮的加工工艺，最大负曲率半径采用-274mm，可大大节约工艺成本，由此，可使得第一线型段21的结构设计更加符合实际的需求。
44.在一些具体实施例中，第二线型段22的开启侧的包角小于第二线型段22的关闭侧的包角。这样，通过第二线型段22驱动气门时，气门开启的时长小于气门关闭的时长，利于增加增加气体排出，减少废气量，提升发动机的运行性能。
45.具体地，第二线型段22的开启侧的包角为c，第二线型段22的关闭侧的包角为d，满足：68
°
≤c≤74
°
，75
°
≤d≤81
°
。如在一些实施例中，第二线型段22的开启侧的包角为71
°
，第二线型段22的关闭侧的包角为78
°
，丰满系数为0.58。
46.在保证丰满系数的条件下，可将正加速度控制在55度～60度，最大正加速度值控制在30～40mm/rad^2，最大跃度控制在不超过600mm/rad^3；为保证凸轮的加工工艺，最大负曲率半径采用-443mm，可大大节约工艺成本，由此，可使得第二线型段22的结构设计更加符合实际的需求。
47.在一些具体实施例中，第三线型段23的开启侧的包角小于第三线型段23的关闭侧的包角。这样，通过第三线型段23驱动气门时，气门开启的时长小于气门关闭的时长，利于增加增加气体排出，减少废气量，提升发动机的运行性能。
48.具体地，第三线型段23的开启侧的包角为e，第三线型段的关闭侧的包角为f，满足：40
°
≤e≤46
°
，43
°
≤f≤49
°
。如在一些实施例中，第三线型段23的开启侧的包角为43
°
，第三线型段23的关闭侧的包角为46
°
，丰满系数为0.55。
49.在保证丰满系数的条件下，可将正加速度控制在40度～50度，最大正加速度值控制在30～40mm/rad^2，最大跃度控制在不超过610mm/rad^3；由此，可使得第三线型段23的结构设计更加符合实际的需求。
50.下面参考表1可明显、直观地观察凸轮角度、第一线型段21对应的凸轮升程和气门升程的参数关系。
51.表1
52.凸轮角度凸轮升程气门升程 凸轮角度凸轮升程气门升程 凸轮角度凸轮升程气门升程轮凸轮角度凸轮升程气门升程13800.00047 1632.452174.25480 1883.484956.06144 2130.479880.829961390.000190.00080 1642.598484.51012 1893.411245.93216 2140.402090.695421400.016570.02909 1652.738144.75403 1903.330755.79104 2150.332930.575841410.034840.06066 1662.870184.98479 1913.2415.63376 2160.27270.471711420.060940.10575 1672.993475.20041 1923.142545.46132 2170.220370.38125
1430.095610.16565 1683.107845.40057 1933.036865.27633 2180.176940.306191440.139070.24075 1693.212945.58461 1942.923675.07832 2190.141970.245761450.191340.33108 1703.30895.75274 1952.802914.86720 2200.115060.199261460.252790.43729 1713.395215.90405 1962.675014.64375 2210.09520.164941470.323720.55991 1723.472296.03923 1972.541024.40982 2220.079870.138461480.403410.69771 1733.540716.15928 1982.401974.16724 2230.067250.116651490.491420.84992 1743.599686.26278 1992.259093.91815 2240.059980.104091500.588051.01710 1753.650786.35250 2002.113563.66463 2250.05290.091861510.694091.20061 1763.682586.40835 2011.965463.40681 2260.045730.079471520.809871.40106 1773.725766.48420 2021.817693.14976 2270.039060.067951530.93531.61831 1783.749966.52672 2031.671192.89509 2280.032230.056151541.068431.84901 1793.765026.55318 2041.526662.64401 2290.024880.043451551.209342.09332 1803.768406.55912 2051.385462.39888 2300.01780.031221561.356692.34895 1813.765826.55459 2061.248492.16122 2310.011540.020401571.509332.61392 1823.752866.53181 2071.116861.93296 2320.006210.011201581.666032.88612 1833.729396.49058 2080.991981.71652 2330.00110.002371591.824943.16237 1843.695386.43083 2090.874161.51240 2340.000350.001071601.985033.44087 1853.654876.35969 2100.764141.32188 23500.000471612.143793.71727 1863.607486.27648 2110.661031.14339
ꢀꢀꢀꢀ
1622.300123.98966 1873.550656.17672 2120.566380.97960
ꢀꢀꢀꢀ
53.下面参考表2可明显、直观地观察凸轮角度、第二线型段22对应的凸轮升程和气门升程的参数关系。
54.表2
55.凸轮角度凸轮升程气门升程 凸轮角度凸轮升程气门升程 凸轮角度凸轮升程气门升程 凸轮角度凸轮升程气门升程11000.00047 1472.668534.63243 1845.9830310.47668 2211.497052.592601110.00030.00099 1482.842294.93603 1855.9526810.42263 2221.36292.359721120.000730.00173 1493.015985.23980 1865.9171310.35934 2231.235142.138071130.001020.00223 1503.188425.54166 1875.8764210.28688 2241.114011.928021140.002930.00553 1513.358995.84054 1885.8292410.20293 2250.999711.729911150.0060.01083 1523.528226.13736 1895.7749110.10628 2260.892351.543911160.009760.01733 1533.695216.43053 1905.713879.99773 2270.792021.370151170.014410.02536 1543.858446.71738 1915.646629.87819 2280.698671.208541180.020250.03545 1554.017716.99753 1925.573299.74790 2290.611981.058511190.027390.04779 1564.172887.27073 1935.493759.60663 2300.53240.920811200.035910.06251 1574.323647.53640 1945.407639.45376 2310.459430.794591210.045430.07895 1584.469337.79337 1955.315379.29008 2320.393690.680901220.057390.09962 1594.609398.04062 1965.217189.11598 2330.336480.581971230.073060.12669 1604.743388.27734 1975.112738.93089 2340.286090.494861240.093210.16150 1614.87098.50282 1985.00238.73534 2350.241970.418591250.119660.20721 1624.991318.71588 1994.886128.52974 2360.20490.354521260.153410.26553 1635.104428.91617 2004.764278.31427 2370.174260.301561270.195680.33858 1645.210499.10412 2014.636688.08882 2380.150390.260311280.246220.42594 1655.309199.27912 2024.502957.85270 2390.132260.228981290.305790.52891 1665.400929.44185 2034.363537.60674 2400.118310.204871300.374130.64707 1675.486129.59309 2044.218897.35178 2410.107110.185521310.451760.78132 1685.565219.73354 2054.069577.08881 2420.097740.169331320.537960.93043 1695.638319.86342 2063.91516.81702 2430.089770.155561330.632421.09388 1705.705519.98287 2073.755826.53701 2440.082350.142741340.735141.27167 1715.7665210.09136 2083.593326.25162 2450.074820.129731350.84621.46398 1725.8213510.18889 2093.427695.96100 2460.067110.116411360.965171.67006 1735.8698110.27512 2103.259855.66679 2470.058920.102261371.091041.88820 1745.9121810.35053 2113.089945.36923 2480.051160.088851381.225042.12055 1755.9485110.41521 2122.919715.07140 2490.043140.07500
1391.365892.36491 1765.9786110.46880 2132.74994.77457 2500.034880.060731401.512852.62003 1776.0028710.51201 2142.581734.48088 2510.026110.045571411.666172.88637 1786.0203610.54316 2152.415384.19062 2520.016750.029401421.824883.16226 1796.0307910.56174 2162.251343.90464 2530.010880.019261431.987623.44538 1806.0335610.56668 2172.091013.62536 2540.005650.010231442.154383.73572 1816.031310.56265 2181.935163.35409 2550.000730.001731452.32384.03094 1826.0230210.54790 2191.783763.09076 2560.00030.000991462.495434.33027 1836.0068610.51912 2201.637532.83660 25700.00047
56.下面参考表3可明显、直观地观察凸轮角度、第三线型段23对应的凸轮升程和气门升程的参数关系。
57.表3
58.凸轮角度凸轮升程气门升程 凸轮角度凸轮升程气门升程 凸轮角度凸轮升程气门升程 凸轮角度凸轮升程气门升程1380.000000.00047 1631.634784.25480 1882.323306.06144 2130.319920.829961390.000130.00080 1641.732324.51012 1892.274165.93216 2140.268060.695421400.011050.02909 1651.825434.75403 1902.220505.79104 2150.221950.575841410.023230.06066 1661.913454.98479 1912.160675.63376 2160.181800.471711420.040630.10575 1671.995655.20041 1922.095035.46132 2170.146910.381251430.063740.16565 1682.071895.40057 1932.024575.27633 2180.117960.306191440.092710.24075 1692.141965.58461 1941.949115.07832 2190.094650.245761450.127560.33108 1702.205935.75274 1951.868614.86720 2200.076710.199261460.168530.43729 1712.263475.90405 1961.783344.64375 2210.063470.164941470.215810.55991 1722.314866.03923 1971.694014.40982 2220.053250.138461480.268940.69771 1732.360476.15928 1981.601314.16724 2230.044830.116651490.327610.84992 1742.399796.26278 1991.506063.91815 2240.039990.104091500.392031.01710 1752.433856.35250 2001.409043.66463 2250.035270.091861510.462731.20061 1762.455056.40835 2011.310313.40681 2260.030490.079471520.539911.40106 1772.483846.48420 2021.211793.14976 2270.026040.067951530.623531.61831 1782.499976.52672 2031.114132.89509 2280.021490.056151540.712291.84901 1792.510016.55318 2041.017772.64401 2290.016590.043451550.806232.09332 1802.512276.55912 2050.923642.39888 2300.011870.031221560.904462.34895 1812.510556.55459 2060.832332.16122 2310.007690.020401571.006222.61392 1822.501916.53181 2070.744571.93296 2320.004140.011201581.110692.88612 1832.486266.49058 2080.661321.71652 2330.000730.002371591.216633.16237 1842.463596.43083 2090.582771.51240 2340.000230.001071601.323353.44087 1852.436586.35969 2100.509431.32188 2350.000000.000471611.429193.71727 1862.404996.27648 2110.440691.14339
ꢀꢀꢀꢀ
1621.533413.98966 1872.367106.17672 2120.377590.97960
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59.可选地，如图1所示，第一线型段21、第二线型段22和第三线型段23均朝进气凸轮100沿径向的同一侧凸出。即第一线型段21、第二线型段22和第三线型段23沿径向凸出的部分均位于进气凸轮100的同一侧，由此，在切换不同的线型段与气门抵压时，不需要将进气凸轮100沿周向转动过大的角度，利于快速切换。而在配合滚子摇臂驱动气门时，也不需要将进气凸轮100沿周向转动过大的角度，利于快速切换。
60.本发明还提出了一种发动机。
61.根据本发明实施例的发动机，设置有上述任一种实施例的发动机的进气凸轮100，通过设置该进气凸轮100，可使得发动机能够满足中低速、高速和闭缸的需求，以使发动机具有较好的动力性和燃油经济性。
62.本发明还提出了一种车辆。
63.根据本发明实施例的车辆，设置有上述的发动机，该发动机的工作状态可根据车辆实际的运行状况进行灵活地调整，以使整车的动力性能能够满足不同的运行工况，提高
整车的实用性。
64.根据本发明实施例的发动机的进气凸轮的其他构成例如进气门和滚子摇臂组件等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
65.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
66.在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
67.在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
68.在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
69.在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
70.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
71.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。