[实用新型]一种发动机凸轮轴的凸轮

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发动机凸轮轴的凸轮，尤其是一种汽车发动机特别是汽油机凸轮轴的凸轮。

背景技术

配气机构是发动机的重要组成部分，一台发动机的经济性能是否优越，工作是否可靠，噪音与振动能否控制在较低的限度，常与其配气机构的设计是否合理有密切关系。特别是在高速情况下，要保证其在较恶劣的条件下仍能平稳可靠的工作，其中凸轮轴的设计属于关键因素。

凸轮轴上凸轮型线设计的好坏对发动机性能有着巨大的影响。发动机气门开启和关闭的持续时间必须符合配气相位要求，而这是由凸轮轴上的凸轮的轮廓来保证的，而且，凸轮的轮廓还在很大程度上决定了气门的最大升程和升降行程的运动规律。因此，通过设计合理的凸轮运动曲线，控制气门的开闭，配合曲轴-活塞运动进排气，充分利用进气惯性，提高充气效率，从而改善发动机的性能。

图1显示了一种凸轮轴的凸轮构形。在图1所示的凸轮轮廓中，O为凸轮轴的轴心，圆弧EA为凸轮的基圆，AB和DE为凸轮的缓冲段，缓冲段中凸轮的升程变化速度较慢，BCD为凸轮的工作段，此段升程较快，C点时升程最大，它决定了气门的最大开度。以顶置式凸轮轴为例，凸轮的工作过程如下：当凸轮按图1中方向转过EA时，挺柱处于最高位置不动，气门处于关闭状态。继续转动，在缓冲段AB内的某点M处消除气门间隙，气门开始开启，至C点时气门开度最大，而后逐渐关小，至缓冲段DE内某点N时，气门完全关闭。此后，挺柱保持不动，出现气门间隙，至E点时达到固定的气门间隙。

在实践中，汽油发动机或柴油发动机凸轮轴凸轮型线的设计需要考虑实际需求和运行情况而采取有差别的设计。这方面可供参阅的已知设计方案例如第99238189.4号实用新型公开的“柴油机凸轮形线”，第200920217754.7号实用新型公开的“一种小排量汽油机进气凸轮轴型线”，第200920304980.9号实用新型公开的“一种发动机凸轮轴的凸轮”，以及第200710059242.8号发明专利公开的“三缸汽油机的对称型进排气凸轮”。概言之，凸轮型线的设计需要兼顾高速功率和低速扭矩提升。为了充分利用高速进气惯性，设计上希望凸轮外形饱满，相对基圆高度更大，但是低速时又希望凸轮外形相对基圆高度变小以降低废气回流，从而提高扭矩。另外，在结构上既要求凸轮轴及凸轮符合设计所需的机械强度和性能，又希望能够配合发动机整体重量减轻的要求。因而实践中凸轮构形的设计往往是一种折衷选择，顾此失彼。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种既能够保证凸轮与挺柱之间的接触机械强度和性能，又减轻了凸轮轴的重量及节省凸轮制造材料的发动机凸轮轴的凸轮。

本实用新型的又一目的在于提供一种发动机凸轮轴的凸轮，既保证整个配气机构动态特性平稳又能够达到最优的气门开闭时间，改善发动机进气效率，从而在不减损高速功率情况下提升现有发动机中低速扭矩。

为了实现上述目的，本实用新型提出了如下技术方案：

一种发动机凸轮轴的凸轮，该凸轮至少包括开启工作段、关闭工作段和基圆段，其中，至少在该凸轮轮廓表面上该基圆段的厚度比该开启工作段和关闭工作段的厚度小。

可选地，在本实用新型的技术方案中，该凸轮包括位于开启工作段与基圆段之间的开启缓冲段，以及位于关闭工作段和基圆段之间的关闭缓冲段。

可选地，在本实用新型的技术方案中，至少在该凸轮轮廓表面上该基圆段的厚度比该开启缓冲段、开启工作段、关闭工作段和关闭缓冲段的厚度小。

可选地，在本实用新型的技术方案中，从凸轮与凸轮轴相连接的连接部位到凸轮轮廓表面的整个凸轮高度上，该基圆段的厚度比该开启工作段和关闭工作段的厚度小。

可选地，在本实用新型的技术方案中，从凸轮与凸轮轴相连接的连接部位到凸轮轮廓表面的整个凸轮高度上，该基圆段的厚度比该开启缓冲段、开启工作段、关闭工作段和关闭缓冲段的厚度小。

可选地，在本实用新型的技术方案中，该凸轮的基圆段厚度为4mm，开启缓冲段、开启工作段、关闭工作段及关闭缓冲段的厚度为9mm。

可选地，在本实用新型的技术方案中，凸轮的基圆段半径为17mm。

可选地，在本实用新型的技术方案中，凸轮的开启缓冲段角度为18.5°-27°，高度为0.29-0.32mm，开启工作段角度为57°-58°，关闭工作段角度为57°-60°，关闭缓冲段角度为22°-27°。