CN203257495U - 包角增大的发动机凸轮轴、相应的米勒循环发动机及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种包角增大的发动机凸轮轴，包括进气凸轮轴、排气凸轮轴，它具有可使膨胀比大于压缩比的进气凸轮轴包角，较之膨胀比等于压缩比时的进气凸轮轴包角增大15-25°。本实用新型还公开了一种带有上述发动机凸轮轴的米勒循环发动机及汽车。本实用新型的发动机凸轮轴，可推迟进气门关闭时间，减小压缩比，实现米勒循环，进而提高发动机的热效率。本实用新型的发动机凸轮轴适合安装于各种汽车发动机上，进一步地应用于各种汽车上。

Description

包角增大的发动机凸轮轴、相应的米勒循环发动机及汽车

技术领域

本实用新型属于车辆技术领域，涉及车辆循环系统，具体地说是一种包角增大的发动机凸轮轴、相应的米勒循环发动机及汽车。

背景技术

目前的柴油发动机、汽油发动机，大多采用最普通的迪塞尔循环和奥拓循环，其特点是压缩比等于膨胀比。此类发动机功率高、扭矩大、运转稳定，能够适合各种路况运行。但是，随着石油和天然气资源的过度消耗，能源供需之间的矛盾日益突出，传统发动机的缺点也日趋明显。大量的研究表明，提高汽油与柴油发动机的燃油性的措施是：①尽可能提高发动机的充气效率( 使排气更彻底、进气更充分)；②使可燃油、可燃气、混合气混合更均匀；③有效组织可燃混合气的燃烧，使之燃烧更彻底。

驱动发动机气门开、闭的凸轮轴对发动机的进气是否充分、排气是否彻底有直接影响。其原因是：凸轮驱动气门的开与闭是一个渐变过程，即气门由关闭到完全开启及气门由全开到完全关闭的过程中，由于气门处于部分开启状态，此过程的气流阻力大于气门全开状态，而气流量小于气门全开状态，这样必然影响发动机的充气效率，即排气不够彻底、进气不够充分。提高发动机充气效率较为有效的方法是延长气门开启与关闭的时间，即增大凸轮的压力角，但是当压力角增大到一定值时，凸轮机构便发生自锁，凸轮机构便失去驱动气门开启的能力。

推迟进、排气门关闭的时间，可减小发动机有效压缩比，提升发动机有效膨胀比，提升热效率，达到降低燃油消耗率的目的，由于米勒循环发动机的压缩比小于膨胀比，因此发动机采用米勒循环技术，可提高燃油量、降低油耗、减少排放。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的以上不足，本实用新型提供了一种包角增大的发动机凸轮轴，其可推迟进气门关闭时间，减小压缩比，亦可推迟排气门关闭时间，增大膨胀比，实现米勒循环，进而提高发动机的热效率。

本实用新型的另一个目的，是提供带有上述发动机凸轮轴的米勒循环发动机。

本实用新型还有一个目的，是提供带有上述米勒循环发动机的汽车。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种包角增大的发动机凸轮轴，包括进气凸轮轴、排气凸轮轴，它具有可使膨胀比大于压缩比的进气凸轮轴包角，较之膨胀比等于压缩比时的进气凸轮轴包角增大15-25°。

作为对本实用新型的限定，它具有可使膨胀比大于压缩比的排气凸轮轴包角，较之膨胀比等于压缩比时的排气凸轮轴包角增大5-10°。

作为对本实用新型的另一种限定，所述进气凸轮轴驱动进气门由开启升程1mm至升程最大距离所对应的进气凸轮转角增大7.5-12.5°，由升程最大距离至距离关闭位置1mm所对应的的进气凸轮转角增大7.5-12.5°。

作为对上述方式的限定，所述排气凸轮轴驱动排气门由开启升程1mm至升程最大距离所对应的排气凸轮转角增大2.5-5°，由升程最大距离至距离关闭位置1mm所对应的的排气凸轮转角增大2.5-5°。

本实用新型还公开了一种米勒循环发动机，其凸轮轴为权利要求1-4中任一项所述的包角增大的发动机凸轮轴。

本实用新型还公开了一种汽车，其发动机为权利要求5所述的米勒循环发动机。

由于采用了上述技术方案，本实用新型与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

当进气门由开启升程1mm至距离关闭位置1mm，相对应的进气凸轮轴包角增大15-25°时，进气门开启的持续时间增大，由于进气门关闭时刻推迟，进气门关闭时活塞上行的距离较原先增大，从而实现压缩比变小；当排气门由开启升程1mm至距离关闭位置1mm，相对应的排气凸轮轴包角增大5-10°时，排气门开启时刻推迟，活塞做功行程变大，即膨胀比变大，从而达到减小压缩比增大膨胀比的目的。然而，若进气凸轮轴包角相对增大的范围小于15°或大于25°，排气凸轮轴包角相对增大的范围小于5°或大于10°，在发动机要达到相同负荷条件下，就会导致燃油消耗量增加，排放变差。

本实用新型的发动机凸轮轴适合作为各种汽车的发动机凸轮轴，能够实现米勒循环，进一步地应用于各种汽车上。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作更进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例1的进气凸轮轴1的结构示意图；

图2为图1的A-A视图，箭头表示旋转方向；

图3本实用新型实施例1的排气凸轮轴2的结构示意图；

图4为图3的B-B视图，箭头方向表示旋转方向；

图5与图6分别为现有技术中采用迪塞尔循环、奥拓循环的进气凸轮轴、排气凸轮轴中用于表达包角大小的截面结构示意图。

图中：1、进气凸轮轴；2、排气凸轮轴；A和D分别为进气门、排气门的开启升程1mm；B和E分别为进气门、排气门的升程最大距离；C和F分别为进气门、排气门的距离关闭位置1mm；α与α′、进气凸轮轴包角；β与β′、排气凸轮轴包角。

具体实施方式

实施例1

一种包角增大的发动机凸轮轴，结构如图1及图3所示，包括进气凸轮轴1、排气凸轮轴2。

进气凸轮轴1包括轴体、轴颈及若干凸轮，图2显示了凸轮的型线结构，它具有可使膨胀比大于压缩比的进气凸轮轴包角α，较之图5所示的现有技术中膨胀比等于压缩比时的进气凸轮轴包角α′增大了15-25°。其中，进气凸轮轴1驱动进气门由开启升程1mmA至升程最大距离B所对应的凸轮转角增大7.5-12.5°，由升程最大距离B到距离关闭位置1mmC所对应的凸轮转角增大7.5-12.5°。

排气凸轮轴2包括轴体、轴颈及若干凸轮，图4显示了凸轮的型线结构，它具有可使膨胀比大于压缩比的排气凸轮轴包角β，较之图6所示的现有技术中膨胀比等于压缩比时的排气凸轮轴包角β′增大了5-10°。其中，排气凸轮轴2驱动排气门由开启升程1mmD至升程最大距离E所对应的排气凸轮转角增大2.5-5°，由升程最大距离E到距离关闭位置1mmF所对应的的排气凸轮转角增大2.5-5°。

本实施例利用米勒循环技术，即减小压缩比，增大膨胀比，以提高发动机的燃油性。以压缩比与膨胀比相同时的进气凸轮轴包角α′、排气凸轮轴包角β′作为对照，当进气门由开启升程1mmA至距离关闭位置1mmC，相对应的进气凸轮轴包角α比进气凸轮轴包角α′增大15-25°时，进气门开启的持续时间增大，由于进气门关闭时刻推迟，进气门关闭时活塞上行的距离较原先增大，从而实现压缩比变小；当排气门由开启升程1mmD至距离关闭位置1mmF，相对应的排气凸轮轴包角β比排气凸轮轴包角β′增大5-10°时，排气门开启时刻推迟，活塞做功行程变大，即膨胀比变大，从而达到减小压缩比增大膨胀比的目的。然而，若进气凸轮轴包角α相对增大的范围小于15°或大于25°，排气凸轮轴包角β相对增大的范围小于5°或大于10°，在发动机要达到相同负荷条件下，就会导致燃油消耗量增加，排放变差。

实施例2

一种米勒循环发动机，包括发动机凸轮轴。该发动机与现有技术的区别只在于它的发动机凸轮轴采用了与实施例1完全相同的结构。

本汽车发动机其它部分的结构与现有技术相同。

实施例3

一种汽车，该汽车与现有技术的区别只在于它的发动机采用了与实施例2完全相同的结构。

本汽车其它部分的结构与现有技术相同。

Claims (6)

1.一种包角增大的发动机凸轮轴，包括进气凸轮轴、排气凸轮轴，其特征在于：它具有可使膨胀比大于压缩比的进气凸轮轴包角（α），较之膨胀比等于压缩比时的进气凸轮轴包角（α′）增大15-25°。

2.根据权利要求1所述的包角增大的发动机凸轮轴，其特征在于：它具有可使膨胀比大于压缩比的排气凸轮轴包角（β），较之膨胀比等于压缩比时的排气凸轮轴包角（β′）增大5-10°。

3.根据权利要求1所述的包角增大的发动机凸轮轴，其特征在于：所述进气凸轮轴驱动进气门由开启升程1mm（A）至升程最大距离（B）所对应的进气凸轮转角增大7.5-12.5°，由升程最大距离（B）至距离关闭位置1mm（C）所对应的的进气凸轮转角增大7.5-12.5°。

4.根据权利要求2所述的包角增大的发动机凸轮轴，其特征在于：所述排气凸轮轴驱动排气门由开启升程1mm（D）至升程最大距离（E）所对应的排气凸轮转角增大2.5-5°，由升程最大距离（E）至距离关闭位置1mm（F）所对应的的排气凸轮转角增大2.5-5°。

5.一种米勒循环发动机，其特征在于：其凸轮轴为权利要求1-4中任一项所述的包角增大的发动机凸轮轴。

6.一种汽车，包括发动机，其特征在于：其发动机为权利要求5所述的米勒循环发动机。

Images