CN103362582B - 发动机凸轮轴进气凸轮 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机凸轮轴进气凸轮。该进气凸轮型线设置有进气气门开启缓冲段、进气气门开启段、进气气门关闭段和进气气门关闭缓冲段；进气气门开启缓冲段设置的凸轮转角的角度区间为59°至44°，对应的升程为0mm至0.23586mm；进气气门开启段设置的凸轮转角的角度区间为44°至0°，对应的升程为0.23586mm至6.48446mm；进气气门关闭段设置的凸轮转角的角度区间为0°至44°，对应的升程为6.48446mm至0.23586mm；进气气门关闭缓冲段设置的凸轮转角的角度区间为44°至59°，对应的升程为0.23586mm至0mm。根据本发明的技术方案，由于该发动机凸轮轴进气凸轮型线设计使得进气门是在内燃机吸气行程中关闭，能够避免内燃机回火和抑制爆震。
Description
技术领域
本发明涉及发动机凸轮轴领域，特别涉及一种发动机凸轮轴进气凸轮。
背景技术
四冲程内燃机的四个行程分别为吸气、压缩、做功和排气行程；无论是顶置凸轮轴结构和中置凸轮轴结构，或者下置凸轮轴结构的内燃机都是由凸轮型线来实现控制进排气门的开启和关闭的，所以凸轮型线的设计最终都反映在进排气门的开启和关闭上。
现有点燃式四冲程内燃机的进气门凸轮型线设计导致进气门关闭时刻均处于内燃机的压缩行程，即进气门是在内燃机活塞压缩上行的过程中关闭。若进气门关闭时刻晚，会造成缸内高温压缩混合气通过进气门回流至进气管，不仅会降低发动机的功率输出，还会加大内燃机的回火倾向，造成内燃机的回火故障，严重者甚至引爆进气管；若进气门关闭时刻早，有效压缩就比较大，缸内气体会在内燃机压缩上止点时刻形成较高的压缩温度，容易引起点燃式内燃机的爆震，如果发生爆震则会直接导致发动机的性能下降。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种进气门早关，避免内燃机回火和抑制爆震的发动机凸轮轴进气凸轮。
为达到上述目的，根据本发明提供了一种发动机凸轮轴进气凸轮，该进气凸轮型线设置有进气气门开启缓冲段、进气气门开启段、进气气门关闭段和进气气门关闭缓冲段；进气气门开启缓冲段设置的凸轮转角的角度区间为59°至44°，对应的升程为0mm至0.23586mm；进气气门开启段设置的凸轮转角的角度区间为44°至0°，对应的升程为0.23586mm至6.48446mm；进气气门关闭段设置的凸轮转角的角度区间为0°至44°，对应的升程为6.48446mm至0.23586mm；进气气门关闭缓冲段设置的凸轮转角的角度区间为44°至59°，对应的升程为0.23586mm至0mm。
进一步地，进气凸轮的凸轮型线基圆直径为42.6mm。
进一步地，进气凸轮采用凹面凸轮结构。
进一步地，该发动机凸轮轴的排气凸轮型线设置有排气气门开启缓冲段、排气气门开启段、排气气门关闭段和排气气门关闭缓冲段；排气气门开启缓冲段设置的凸轮转角的角度区间为80°至61°，对应的升程为0mm至0.31278mm；排气气门开启段设置的凸轮转角的角度区间为61°至0°，对应的升程为0.31278mm至7.88759mm；排气气门关闭段设置的凸轮转角的角度区间为0°至61°，对应的升程为7.88759mm至0.31278mm；排气气门关闭缓冲段设置的凸轮转角的角度区间为61°至80°，对应的升程为0.31278mm至0mm。
进一步地，排气凸轮的型线基圆直径为42.6mm。
进一步地，排气凸轮采用凹面凸轮结构。
根据本发明的技术方案，由于该发动机凸轮轴进气凸轮型线设计使得进气门是在内燃机吸气行程中关闭，能够避免内燃机回火和抑制爆震，提高了点燃式内燃机的性能。
附图说明
图1为根据本发明的发动机凸轮轴进气凸轮的结构示意图；
图2为根据本发明的发动机凸轮轴排气凸轮的结构示意图；
图3为进气门关闭时刻的配气相位示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
参看图1，该发动机凸轮轴进气凸轮的型线基圆直径为φ，φ＝42.6mm，且采用凹面凸轮结构。该进气凸轮顺时针运转，凸轮转角为θ，对应的升程为h；由凸轮基圆圆点向上标出纵轴后，纵轴右侧为进气气门开启侧，纵轴左侧为进气气门关闭侧(进气气门开启侧和进气气门关闭侧对称设置，凸轮转角为θ从纵轴开始顺时针或逆时针分别度量)，进气气门开启侧依次设置有进气气门开启段2和进气气门开启缓冲段1，进气气门关闭侧依次设置有进气气门关闭段3和进气气门关闭缓冲段4。其中，进气气门开启缓冲段1设置的凸轮转角θ的角度区间为59°至44°，对应的升程h为0mm至0.23586mm；进气气门开启段2设置的凸轮转角θ的角度区间为44°至0°，对应的升程h为0.23586mm至6.48446mm；进气气门关闭段3设置的凸轮转角θ的角度区间为0°至44°，对应的升程h为6.48446mm至0.23586mm；进气气门关闭缓冲段4设置的凸轮转角θ的角度区间为44°至59°，对应的升程h为0.23586mm至0mm。
如图2所示，该发动机凸轮轴排气凸轮的型线基圆直径为φ1，φ1＝42.6mm，且采用凹面凸轮结构。该排气凸轮顺时针运转，凸轮转角为θ1，对应的升程为h1；由凸轮基圆圆点向上标出纵轴后，纵轴右侧为排气气门开启侧，纵轴左侧为排气气门关闭侧(排气气门开启侧和排气气门关闭侧对称设置，凸轮转角为θ从纵轴开始顺时针或逆时针分别度量)，排气气门开启侧依次设置有排气气门开启段6和排气气门开启缓冲段5，排气气门关闭侧依次设置有排气气门关闭段7和排气气门关闭缓冲段8。其中，排气气门开启缓冲段5设置的凸轮转角θ1的角度区间为80°至61°，对应的升程h1为0mm至0.31278mm；排气气门开启段6设置的凸轮转角θ1的角度区间为61°至0°，对应的升程h1为0.31278mm至7.88759mm；排气气门关闭段7设置的凸轮转角θ1的角度区间为0°至61°，对应的升程h1为7.88759mm至0.31278mm；排气气门关闭缓冲段8设置的凸轮转角θ1的角度区间为61°至80°，对应的升程h1为0.31278mm至0mm。
进排气凸轮型线凸轮转角θ(θ1)和升程h(h1)的对应关系附表如下：
图3是进气门关闭时刻的配气相位示意图，与现有点燃式内燃机的相比，进气门早关的点燃式内燃机的最大特点在于配气相位中进气门的关闭时刻早，图中定义内燃机的压缩上止点为0°曲轴转角，此时内燃机活塞处于燃烧上止点位置，当内燃机工作，缸内气体膨胀做功，推动活塞下行至排气门开启角13(EVO)时，排气门开启，气缸开始排气；活塞通过下止点后排气上行，当活塞到达进气门开启角11(IVO)时刻，进气门开启，此时进排气门叠开，气缸进入扫气阶段；活塞再次通过上止点后到达排气门关闭角12(EVC)时刻，排气门关闭，扫气过程结束；内燃机继续工作，当活塞到达进气门早关角14(IVC)时刻，进气门关闭，即为本专利所述的进气门早关时刻；当活塞通过下止点后达到现有进气门关闭角15(IVC)时刻，为目前点燃式内燃机气门关闭时刻；此时进气过程结束，内燃机继续工作，进入压缩冲程，当活塞再次到达上止点时刻时，完成内燃机的一个工作循环。
该发动机凸轮轴进气凸轮采用凹面凸轮结构，能够有效提高气流通过能力；且该发动机凸轮轴进气凸轮型线设计使得点燃式内燃机进气门早关，由于进气门是在内燃机吸气行程中关闭，在内燃机压缩过程中，缸内高温压缩气体就不能通过进气门回流到进气管，因而能够解决由压缩气体回流所导致的回火问题；由于进气门在内燃机吸气行程中关闭，在内燃机压缩行程开始之前，缸内混合气会通过强制膨胀作用和传热作用降低其自身的温度，同时与没有高温压缩回流气体对进气混合气的加热相结合，就能够降低缸内气体的最高压缩温度，有利于抑制点燃式内燃机的爆震；因此进气门早关的点燃式内燃机能够解决由缸内高温气体回流所导致的回火故障，也能够有效的抑制点燃式内燃机的爆震，对点燃式内燃机的性能的开发十分有利。另外，通过合理设计增压器的匹配，能够显著的改善缸内燃烧，降低燃油消耗率，提高发动机的燃油经济性。
以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种发动机凸轮轴进气凸轮，其特征在于，该发动机凸轮轴进气凸轮的型线设置有进气气门开启缓冲段、进气气门开启段、进气气门关闭段和进气气门关闭缓冲段；所述进气气门开启缓冲段设置的凸轮转角的角度区间为59°至44°，对应的升程为0mm至0.23586mm；所述进气气门开启段设置的凸轮转角的角度区间为44°至0°，对应的升程为0.23586mm至6.48446mm；所述进气气门关闭段设置的凸轮转角的角度区间为0°至44°，对应的升程为6.48446mm至0.23586mm；所述进气气门关闭缓冲段设置的凸轮转角的角度区间为44°至59°，对应的升程为0.23586mm至0mm。
2.根据权利要求1所述的发动机凸轮轴进气凸轮，其特征在于，所述进气凸轮的凸轮型线基圆直径为42.6mm。
3.根据权利要求2所述的发动机凸轮轴进气凸轮，其特征在于，所述进气凸轮采用凹面凸轮结构。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发动机凸轮轴进气凸轮，其特征在于，该发动机凸轮轴的排气凸轮型线设置有排气气门开启缓冲段、排气气门开启段、排气气门关闭段和排气气门关闭缓冲段；所述排气气门开启缓冲段设置的凸轮转角的角度区间为80°至61°，对应的升程为0mm至0.31278mm；所述排气气门开启段设置的凸轮转角的角度区间为61°至0°，对应的升程为0.31278mm至7.88759mm；所述排气气门关闭段设置的凸轮转角的角度区间为0°至61°，对应的升程为7.88759mm至0.31278mm；所述排气气门关闭缓冲段设置的凸轮转角的角度区间为61°至80°，对应的升程为0.31278mm至0mm。
5.根据权利要求4所述的发动机凸轮轴进气凸轮，其特征在于，所述排气凸轮的型线基圆直径为42.6mm。
6.根据权利要求4所述的发动机凸轮轴进气凸轮，其特征在于，所述排气凸轮采用凹面凸轮结构。
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