CN213743559U - 一种凸轮、配气机构和发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种凸轮、配气机构和发动机，凸轮包括进气凸轮和排气凸轮，进气凸轮包括进气开启缓冲段、进气开启段、进气关闭段、进气关闭缓冲段和进气基圆段，进气开启缓冲段的凸轮转角为49°～67°，进气开启段的凸轮转角为0～49°，进气关闭段的凸轮转角为0～49°，进气关闭缓冲段的凸轮转角为49°～67°；排气凸轮包括排气开启缓冲段、排气开启段、排气关闭段、排气关闭缓冲段和排气基圆段，排气开启缓冲段的凸轮转角为51°～69°，排气开启段的凸轮转角为0～51°，排气关闭段的凸轮转角为0～46.5°，排气关闭缓冲段的凸轮转角为46.5°～65°，能够很好的适配3.5L大排量的汽油发动机，能够满足发动机性能、油耗、排放等指标达的要求。

Description

一种凸轮、配气机构和发动机

技术领域

本实用新型涉及汽油机的配气机构，尤其涉及一种凸轮、配气机构和发动机。

背景技术

凸轮轴的作用是实时地驱动进、排气门的开启和关闭，并保证气门有合适的升程。凸轮轴的凸轮与从动件在高接触应力下循环工作，凸轮外形由函数曲线组成，在凸轮整个工作段加速度曲线不出现突变而是逐渐变化的，避免引起配气机构振动和噪声，凸轮型线的设计对发动机而言至关重要。

轻型卡车以及轻型客车中常需要搭配大排量的汽油发动机，对于大排量的汽油发动机，传统的凸轮结构不能满足发动机性能、油耗、排放等指标达的要求。

实用新型内容

为了适配大排量的汽油发动机，例如，3.5L及3.5L以上大排量的汽油发动机，本实用新型提供了一种凸轮，能解决现有技术中凸轮不能满足发动机性能、油耗、排放等指标达的要求的技术问题，具体方案如下。

本实用新型提供一种凸轮，包括：

进气凸轮，所述进气凸轮包括进气开启缓冲段、进气开启段、进气关闭段、进气关闭缓冲段和进气基圆段，所述进气开启缓冲段的凸轮转角为49°～67°，所述进气开启段的凸轮转角为0～49°，所述进气关闭段的凸轮转角为0～49°，所述进气关闭缓冲段的凸轮转角为49°～67°；

排气凸轮，所述排气凸轮包括排气开启缓冲段、排气开启段、排气关闭段、排气关闭缓冲段和排气基圆段，所述排气开启缓冲段的凸轮转角为51°～69°，所述排气开启段的凸轮转角为0～51°，所述排气关闭段的凸轮转角为0～46.5°，所述排气关闭缓冲段的凸轮转角为46.5°～65°。

根据本实用新型的一些实施例，所述进气凸轮和所述排气凸轮的配气相位包括，进气门开启提前角为0°，进气门关闭滞后角为88°，排气门开启提前角为54.5°，排气门关闭滞后角为33.5°。

根据本实用新型的一些实施例，所述进气凸轮基圆直径为44mm，所述排气凸轮基圆直径为44mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述进气凸轮的负曲率半径为-71.8mm，所述排气凸轮负曲率半径为-60.3mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述进气凸轮升程最大值为6.8471mm，所述排气凸轮升程最大值为6.8471mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述进气凸轮的气门的开启缓冲段的升程为0～0.5755mm，气门开启段的升程为0.5755mm～6.8471mm，气门关闭段的升程为0.5755mm～6.8471mm，气门关闭缓冲段的升程为0～0.5551mm；

所述排气凸轮的气门的开启缓冲段的升程为0～0.5844mm，气门开启段的升程为0.5844mm～6.2224mm，气门关闭段的升程为0.6208mm～6.224mm，气门关闭缓冲段的升程为0～0.6208mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述进气凸轮的宽度为11mm，所述排气凸轮的宽度为11mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述凸轮的凸轮型线丰满系数为0.54。

本实用新型还公开一种配气机构，包括上述的凸轮。

本实用新型还公开一种发动机，包括上述的配气机构。

通过上述结构，本实用新型提供的凸轮能够很好的适配3.5L大排量的汽油发动机，能够满足发动机性能、油耗、排放等指标达的要求。

附图说明

图1示意性示出了本实用新型实施例的凸轮的进气凸轮结构示意图；

图2示意性示出了本实用新型实施例的凸轮的进气凸轮相位；

图3示意性示出了本实用新型实施例的凸轮的排气凸轮相位；

其中，1表示进气基圆段；2表示进气开启缓冲段；3表示进气开启段；4表示进气关闭段；5表示进气关闭缓冲段；a1表示进气门开启提前角；a2表示进气门开启持续角；a3表示进气门关闭滞后角；b1表示排气门开启提前角；b2表示排气门开启持续角；b3表示排气门关闭滞后角。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。

但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本实用新型实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本实用新型。在此使用的术语“包括”表明了特征、步骤、操作的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

为了适配3.5L大排量的汽油发动机，本实用新型提供了一种凸轮，能解决现有技术中凸轮不能满足发动机性能、油耗、排放等指标达的要求的技术问题，具体的，本实用新型提供的凸轮，包括进气凸轮和排气凸轮。

图1示意性示出了本实用新型实施例的凸轮的进气凸轮结构示意图。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，进气凸轮包括进气基圆段1、进气开启缓冲段2、进气开启段3、进气关闭段4和进气关闭缓冲段5。通过上述结构组成了进气凸轮的型线。

根据本实用新型的一些实施例，以进气凸轮的进气基圆段的中轴线为x轴，垂直中轴线且穿过基圆圆心的直线为y轴，其中，y轴背向基圆方向为0°，y轴朝向基圆方向为180°。α为进气开启缓冲段两个边界组成的夹角，β为进气开启段的两个边界组成的夹角，γ为进气关闭段的两个边界组成的夹角，θ为进气关闭缓冲段两个边界组成的夹角。

根据本实用新型的一些实施例，进气开启缓冲段2的凸轮转角的为49°～67°，进气开启段3的凸轮转角为0～49°，进气关闭段4的凸轮转角为0～49°，进气关闭缓冲段5的凸轮转角为49°～67°。

根据本实用新型的一些实施例，进气开启缓冲段是气门刚开始开启的阶段，进气关闭缓冲段是气门将要关闭落座的阶段，通过将这两段设置在18°，并配合较小的升程，可以使气门的运动速度较小，从而可以防止强烈的冲击，提高耐久性好可靠性。进气开启段和进气关闭段持续的角度都是49°，同时配合较大的气门升程，可以发动机的气缸进入较多的混合气，提升发动机动力输出。

根据本实用新型的一些实施例，排气凸轮的结构与进气凸轮的结构类似，仅是具体参数上有所区别，在此就不在单独提供附图。

根据本实用新型的一些实施例，排气凸轮包括排气开启缓冲段、排气开启段、排气关闭段、排气关闭缓冲段和排气基圆段。通过上述结构组成了排气凸轮的型线。

根据本实用新型的一些实施例，排气开启缓冲段的凸轮转角为51°～69°，排气开启段的凸轮转角为0～51°，排气关闭段的凸轮转角为0～46.5°，排气关闭缓冲段的凸轮转角为46.5°～65°。

根据本实用新型的一些实施例，排气开启缓冲段是气门刚开始开启的阶段，其转角设置为18°；排气关闭缓冲段是气门将要关闭落座的阶段，其转角设置为18.5°，并配合较小的升程，可以使气门的运动速度较小，从而可以防止强烈的冲击，提高耐久性好可靠性。排气开启段的转角为51°和排气关闭段持续转角是46.5°，同时配合较大的气门升程，可以发动机的气缸尽快的完成排气，提升发动机动力输出。

图2示意性示出了本实用新型实施例的凸轮的进气凸轮相位。

根据本实用新型的一些实施例，如图2所示，进气凸轮的配气相位包括，进气门开启提前角a1为0°，进气门关闭滞后角a3为88°，其中，进气门提前开和排气门滞后关，致使活塞在上止点附近出现进、排气门同时打开的现象，称其为气门重叠。同时打开持续的角度称为气门重叠角，它等于进气提前角与排气迟后角之和，即a1+b3＝33.5°，可以最大程度地利用气流惯性，排出更多的废气，引入更多的新鲜混合气，提升燃烧的稳定性，提高发动机性能。a1为0°，b3为33.5°，效果是最好的。

图3示意性示出了本实用新型实施例的凸轮的排气凸轮相位。

根据本实用新型的一些实施例，如图3所示，排气凸轮的配气相位包括，排气门开启提前角b1为54.5°，排气门关闭滞后角b3为33.5°。

根据本实用新型的一些实施例，通过进气凸轮的相位配合排气凸轮的相位，可以使得气门重叠角为33.5°，可以提高怠速燃烧的稳定性，进而获得较高的低端扭矩，提高发动机的性能。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，进气凸轮基圆直径为44mm。

根据本实用新型的一些实施例，排气凸轮基圆直径为44mm。

根据本实用新型的一些实施例，进气凸轮的负曲率半径为-71.8mm，排气凸轮负曲率半径为-60.3mm。

根据本实用新型的一些实施例，基于发动机运转速度非常快，进气和排气的时间很短，适当的局部负曲率半径可以提升气门在负曲率段的运动加速度，使气门快速开启和关闭，保证发动机的性能。同时负曲率半径小于-60，可以最大程度的降低加工难度。

根据本实用新型的一些实施例，进气凸轮升程最大值为6.8471mm，排气凸轮升程最大值为6.8471mm。

根据本实用新型的一些实施例，进气凸轮的气门的开启缓冲段的升程为0～0.5755mm，气门开启段的升程为0.5755mm～6.8471mm，气门关闭段的升程为0.5755mm～6.8471mm，气门关闭缓冲段的升程为0～0.5551mm。

根据本实用新型的一些实施例，排气凸轮的气门的开启缓冲段的升程为0～0.5844mm，气门开启段的升程为0.5844mm～6.2224mm，气门关闭段的升程为0.6208mm～6.224mm，气门关闭缓冲段的升程为0～0.6208mm。

根据本实用新型的一些实施例，上述进气凸轮与排气凸轮的各段的升程配合各自的转角角度，可以防止强烈的冲击，提高耐久性、可靠性或提升发动机动力输出。

根据本实用新型的一些实施例，进气凸轮的宽度为11mm，排气凸轮的宽度为11mm。凸轮与从动件在高接触应力下循环工作，对抗接触疲劳和抗磨损能力的要求很高，可选的，凸轮的宽度为11mm。

根据本实用新型的一些实施例，凸轮的凸轮型线丰满系数为0.54，具有良好的充气效率，可以进一步提升发动机的效率。

本实用新型还公开一种配气机构，包括上述的凸轮，凸轮包括进气凸轮和排气凸轮。

进气凸轮包括进气基圆段1、进气开启缓冲段2、进气开启段3、进气关闭段4和进气关闭缓冲段5。通过上述结构组成了进气凸轮的型线。

进气开启缓冲段2的凸轮转角的为49°～67°，进气开启段3的凸轮转角为0～49°，进气关闭段4的凸轮转角为0～49°，进气关闭缓冲段5的凸轮转角为49°～67°。

排气凸轮包括排气开启缓冲段、排气开启段、排气关闭段、排气关闭缓冲段和排气基圆段。通过上述结构组成了排气凸轮的型线。

排气开启缓冲段的凸轮转角为51°～69°，排气开启段的凸轮转角为0～51°，排气关闭段的凸轮转角为0～46.5°，排气关闭缓冲段的凸轮转角为46.5°～65°。

进气凸轮的配气相位包括，进气门开启提前角a1为0°，进气门关闭滞后角a3为88°。

排气凸轮的配气相位包括，排气门开启提前角b1为54.5°，排气门关闭滞后角b3为33.5°。

通过进气凸轮的相位配合排气凸轮的相位，可以使得气门重叠角为33.5°。

进气凸轮基圆直径为44mm。

排气凸轮基圆直径为44mm。

进气凸轮的负曲率半径为-71.8mm，排气凸轮负曲率半径为-60.3mm。

进气凸轮升程最大值为6.8471mm，排气凸轮升程最大值为6.8471mm。

进气凸轮的气门的开启缓冲段的升程为0～0.5755mm，气门开启段的升程为0.5755mm～6.8471mm，气门关闭段的升程为0.5755mm～6.8471mm，气门关闭缓冲段的升程为0～0.5551mm。

排气凸轮的气门的开启缓冲段的升程为0～0.5844mm，气门开启段的升程为0.5844mm～6.2224mm，气门关闭段的升程为0.6208mm～6.224mm，气门关闭缓冲段的升程为0～0.6208mm。

进气凸轮的宽度为11mm，排气凸轮的宽度为11mm。

凸轮的凸轮型线丰满系数为0.54，具有良好的充气效率，可以进一步提升发动机的效率。

本实用新型还公开一种发动机，包括上述的配气机构。

通过上述结构，本实用新型提供的凸轮通过设定进气凸轮的型线和排气凸轮的型线，具体的通过凸轮进气开启缓冲段、进气开启段、进气关闭段、进气关闭缓冲段的凸轮转角和升程，以及排气开启缓冲段、排气开启段、排气关闭段、排气关闭缓冲段的凸轮转角和升程，来限定进气凸轮的型线和排气凸轮的型线，以及配合进气凸轮的相位和排气凸轮的相位，辅助以进气凸轮和排气凸轮的厚度、进气凸轮和排气凸轮的基圆直径、凸轮型线的丰满系数等多项参数，组成一个整体的技术方案，可以达到提高配给机构的效率，提高燃料的利用率以更充分地燃烧，降低尾气的污染和油耗，以及提高发动机的性能及效率。

至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各零部件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

还需要说明的是，在本公开的具体实施例中，除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的尺寸、范围条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到“约”的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。

本领域技术人员可以理解，本实用新型的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本实用新型中。特别地，在不脱离本实用新型精神和教导的情况下，本实用新型的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本实用新型的范围。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种凸轮，其特征在于，包括：

进气凸轮，所述进气凸轮包括进气开启缓冲段、进气开启段、进气关闭段、进气关闭缓冲段和进气基圆段，所述进气开启缓冲段的凸轮转角为49°～67°，所述进气开启段的凸轮转角为0～49°，所述进气关闭段的凸轮转角为0～49°，所述进气关闭缓冲段的凸轮转角为49°～67°；

排气凸轮，所述排气凸轮包括排气开启缓冲段、排气开启段、排气关闭段、排气关闭缓冲段和排气基圆段，所述排气开启缓冲段的凸轮转角为51°～69°，所述排气开启段的凸轮转角为0～51°，所述排气关闭段的凸轮转角为0～46.5°，所述排气关闭缓冲段的凸轮转角为46.5°～65°。

2.据权利要求1所述的凸轮，其特征在于，所述进气凸轮和所述排气凸轮的配气相位包括，进气门开启提前角为0°，进气门关闭滞后角为88°，排气门开启提前角为54.5°，排气门关闭滞后角为33.5°。

3.根据权利要求2所述的凸轮，其特征在于，

所述进气凸轮基圆直径为44mm，所述排气凸轮基圆直径为44mm。

4.根据权利要求2所述的凸轮，其特征在于，

所述进气凸轮的负曲率半径为-71.8mm，所述排气凸轮负曲率半径为-60.3mm。

5.根据权利要求2所述的凸轮，其特征在于，

所述进气凸轮升程最大值为6.8471mm，所述排气凸轮升程最大值为6.8471mm。

6.根据权利要求1至5任一所述的凸轮，其特征在于，

所述进气凸轮的气门的开启缓冲段的升程为0～0.5755mm，气门开启段的升程为0.5755mm～6.8471mm，气门关闭段的升程为0.5755mm～6.8471mm，气门关闭缓冲段的升程为0～0.5551mm；

所述排气凸轮的气门的开启缓冲段的升程为0～0.5844mm，气门开启段的升程为0.5844mm～6.2224mm，气门关闭段的升程为0.6208mm～6.224mm，气门关闭缓冲段的升程为0～0.6208mm。

7.根据权利要求6所述的凸轮，其特征在于，所述进气凸轮的宽度为11mm，所述排气凸轮的宽度为11mm。

8.根据权利要求6所述的凸轮，其特征在于，所述凸轮的凸轮型线丰满系数为0.54。

9.一种配气机构，其特征在于，包括如权利要求1至8任一所述的凸轮。

10.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求9所述的配气机构。

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