CN204511545U - 汽油机配气机构凸轮轴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种汽油机配气机构凸轮轴，包括进气凸轮轴(A)和排气凸轮轴(B)，进、排气凸轮轴(A、B)的凸轮型线均由凸轮轴基圆和凸轮桃围成，采用开启侧与关闭侧非对称的进、排气凸轮型线结构，即气门开启段的角度小于气门关闭段的角度，气门开启缓冲段的角度比排气气门开启缓冲段的角度稍大，气门开启段与气门开启缓冲段的角度之和小于排气气门开启段与排气气门开启缓冲段的角度之和，并重新设计配气相位角，使进入气缸的充量尽可能多，汽缸内的废气尽可能排净。通过优化进、排气凸轮轴的型线和配气相位角，以提高发动机的输出功率和配气机构的使用寿命，并降低噪音，提高发动机性能、工作可靠性，延长发动机寿命和降低油耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽油机配气机构技术领域，具体涉及汽油机配气机构的凸轮轴结构。
背景技术
汽油机配气机构所用的进、排凸轮轴型线关系到凸轮的丰满系数、充气效率、气门开闭的速度及加速度、气门弹簧的剪切应力，凸轮与挺住的接触应力，从而直接影响发动机输出功率、输出扭矩及油耗，配气机构的使用寿命，燃烧充分性及震动噪音等。在能源价格飞涨以及消费者对车辆性能要求苛刻的今天，各厂商均致力于研究发动机输出功率更高、油耗更低、使用寿命更长的进气凸轮轴。
传统的汽油机凸轮轴为追求高输出扭矩，提高了凸轮升程，致使气门弹簧的压缩量增加，气门弹簧的最大剪切应力相应增加，影响了弹簧的寿命；同时，提高了凸轮升程，最小凸轮尖半径减小，导致凸轮与挺住的接触应力增大，增大凸轮与挺住的磨损，降了了凸轮的使用寿命；进、排气凸轮轴开启侧型线与关闭侧型线对称，即气门开和气门关的速度一致，进气效率不高，且气门关闭时的冲击大，噪声高。
实用新型内容
本实用新型旨在优化汽油机配气机构凸轮轴，特别是进、排气凸轮轴的型线和相位角，以提高发动机的输出功率和配气机构的使用寿命，并降低噪音。
为此，本实用新型所采用的技术方案为：一种汽油机配气机构凸轮轴，包括进气凸轮轴(A)和排气凸轮轴(B)，所述进、排气凸轮轴(A、B)的凸轮型线均由凸轮轴基圆和凸轮桃围成，所述进气凸轮型线包括进气气门开启段(1)、进气气门开启缓冲段(2)、进气气门关闭段(3)和进气气门关闭缓冲段(4)，所述排气凸轮型线包括排气气门开启段(5)、排气气门开启缓冲段(6)、排气气门关闭段(7)和排气气门关闭缓冲段(8)，其特征在于：
所述进气凸轮的最大升程h1为9mm，最小凸轮尖半径为3.6717mm，所述进气气门开启段(1)对应的凸轮转角区间为0°～57.5°，对应的升程为9mm～0.3832mm，进气气门开启缓冲段(2)对应的凸轮转角区间为57.5°～82°，对应的升程为0.3832mm～0mm，进气气门关闭段(3)对应的凸轮转角区间为0°～60°，对应的升程为9mm～0.3544mm，进气气门关闭缓冲段(4)对应的凸轮转角区间为60°～84°，对应的升程为0.3544mm～0mm，所述进气凸轮的进气提前角θ1为10°，进气延迟角θ2为77°；
所述排气凸轮的最大升程h2为8.4mm，最小凸轮尖半径为3.1613mm，所述排气气门开启段(5)对应的凸轮转角区间为0°～56°，对应的升程为8.4mm～0.3490mm，排气气门开启缓冲段(6)对应的凸轮转角区间为56°～78.5°，对应的升程为0.3490mm～0mm，排气气门关闭段(7)对应的凸轮转角区间为0°～60°，对应的升程为8.4mm～0.3543mm，排气气门关闭缓冲段(8)对应的凸轮转角区间为60°～81.5°，对应的升程为0.3543mm～0mm，所述排气凸轮轴的排气提前角θ3为49°，排气延迟角θ4为25°。
本实用新型采用开启侧与关闭侧非对称的进、排气凸轮型线结构，即气门开启段的角度小于气门关闭段的角度，气门开启缓冲段的角度比排气气门开启缓冲段的角度稍大，气门开启段与气门开启缓冲段的角度之和小于排气气门开启段与排气气门开启缓冲段的角度之和。同时与现有的左右对称的进、排气凸轮轴型线相比，具有以下两方面的显著效果:
(1)减小了气门开启段的角度，使气门迅速打开，有利于提高充气效率，进气效果更好，使最大输出功率提高了3.5Kw左右，发动机油耗降低2％以上；增大了气门关闭段的角度，降低了气门落座时的冲击力，避免气门关闭时冲击力过大而产生振动噪音；优化了气门开启缓冲段和气门关闭缓冲段的角度和升程值，提高了凸轮型线两腰部型线的丰满系数，相应地提高了充气效率；
(2)降低了凸轮轴的最大升程，气门弹簧的应力减小；通过优化升程型线，降低气门的速度及加速度，减小气门弹簧颤动以及提高弹簧高速时的疲劳强度；通过加大的凸轮尖半径，减小了凸轮与气门挺住的接触应力；通过以上的优化改变，共同提高整个配气机构的使用寿命；
(3)通过对配气相位角的重新设计，改善进、排气状况，使进入气缸的充量尽可能多，汽缸内的废气尽可能排净，进一步提高发动机性能、工作可靠性，延长发动机寿命和降低油耗。
附图说明
图1是进气凸轮轴的结构示意图。
图2是图1的C-C剖视图。
图3是进气凸轮的型线图。
图4是排气凸轮轴的结构示意图。
图5是图4的D-D剖视图。
图6是排气凸轮的型线图。
图7是凸轮轴进、排气相位图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图，对本实用新型作进一步说明：
结合图1—图2所示，汽油机进气凸轮轴的主体为凸轮轴本体，在凸轮轴本体的轴颈上设置有油孔9。最好是，轴颈上的油孔C成对设置，且同一轴颈上的两油孔C轴线重合并连通，每个油孔2的外端头倒角。
如图3所示，进气凸轮型线由凸轮轴基圆和凸轮桃围成，进气凸轮型线包括进气气门开启段1、进气气门开启缓冲段2、进气气门关闭段3和进气气门关闭缓冲段4。进气凸轮的最大升程h1为9mm，最小凸轮尖半径为3.6717mm，进气气门开启段1对应的凸轮转角区间为0°～57.5°，对应的升程为9mm～0.3832mm，进气气门开启缓冲段2对应的凸轮转角区间为57.5°～82°，对应的升程为0.3832mm～0mm，进气气门关闭段3对应的凸轮转角区间为0°～60°，对应的升程为9mm～0.3544mm，进气气门关闭缓冲段4对应的凸轮转角区间为60°～84°，对应的升程为0.3544mm～0mm。
进气凸轮在旋转过程中，旋转角度与升程之间的实际测量值如下：
结合图4—图5所示，汽油机排气凸轮轴的主体为凸轮轴本体，在凸轮轴本体的轴颈上设置有油孔9。最好是，轴颈上的油孔C成对设置，且同一轴颈上的两油孔C轴线重合并连通，每个油孔2的外端头倒角。
如图6所示，排气凸轮型线由凸轮轴基圆和凸轮桃围成，排气凸轮型线包括排气气门开启段5、排气气门开启缓冲段6、排气气门关闭段7和排气气门关闭缓冲段8。排气凸轮的最大升程h2为8.4mm，最小凸轮尖半径为3.1613mm，排气气门开启段5对应的凸轮转角区间为0°～56°，对应的升程为8.4mm～0.3490mm，排气气门开启缓冲段6对应的凸轮转角区间为56°～78.5°，对应的升程为0.3490mm～0mm，排气气门关闭段7对应的凸轮转角区间为0°～60°，对应的升程为8.4mm～0.3543mm，排气气门关闭缓冲段8对应的凸轮转角区间为60°～81.5°，对应的升程为0.3543mm～0mm。
排气凸轮在旋转过程中，旋转角度与升程之间的实际测量值如下：
如图7所示，进气凸轮的进气提前角θ1为10°，进气延迟角θ2为77°；排气凸轮轴的排气提前角θ3为49°，排气延迟角θ4为25°。最好是，设定进气门间隙值为0.15～0.20mm，设定排气门间隙值为0.25～0.30mm。
Claims (1)
1.一种汽油机配气机构凸轮轴，包括进气凸轮轴(A)和排气凸轮轴(B)，所述进、排气凸轮轴(A、B)的凸轮型线均由凸轮轴基圆和凸轮桃围成，所述进气凸轮型线包括进气气门开启段(1)、进气气门开启缓冲段(2)、进气气门关闭段(3)和进气气门关闭缓冲段(4)，所述排气凸轮型线包括排气气门开启段(5)、排气气门开启缓冲段(6)、排气气门关闭段(7)和排气气门关闭缓冲段(8)，其特征在于：
所述进气凸轮的最大升程h1为9mm，最小凸轮尖半径为3.6717mm，所述进气气门开启段(1)对应的凸轮转角区间为0°～57.5°，对应的升程为9mm～0.3832mm，进气气门开启缓冲段(2)对应的凸轮转角区间为57.5°～82°，对应的升程为0.3832mm～0mm，进气气门关闭段(3)对应的凸轮转角区间为0°～60°，对应的升程为9mm～0.3544mm，进气气门关闭缓冲段(4)对应的凸轮转角区间为60°～84°，对应的升程为0.3544mm～0mm，所述进气凸轮的进气提前角θ1为10°，进气延迟角θ2为77°；
所述排气凸轮的最大升程h2为8.4mm，最小凸轮尖半径为3.1613mm，所述排气气门开启段(5)对应的凸轮转角区间为0°～56°，对应的升程为8.4mm～0.3490mm，排气气门开启缓冲段(6)对应的凸轮转角区间为56°～78.5°，对应的升程为0.3490mm～0mm，排气气门关闭段(7)对应的凸轮转角区间为0°～60°，对应的升程为8.4mm～0.3543mm，排气气门关闭缓冲段(8)对应的凸轮转角区间为60°～81.5°，对应的升程为0.3543mm～0mm，所述排气凸轮轴的排气提前角θ3为49°，排气延迟角θ4为25°。
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| CN111677572A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-09-18 | 重庆鑫源动力制造有限公司 | 一种进气凸轮轴、排气凸轮轴和发动机 |
| CN113389608A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-09-14 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种多缸发动机凸轮设计方法及多缸发动机 |
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