汽油发动机凸轮轴
专利汇可以提供汽油发动机凸轮轴专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种 汽油 发动机 凸轮 轴，该 凸轮轴 为C498发动机凸轮轴，其包括间隔设置的四缸进气凸轮和四缸排气凸轮，于该凸轮轴的端部设有两 定位 销孔，所述两定位销孔的中心连线与所述第一缸排气凸轮中心线的夹 角 为3.25度。采用本实用新型的C498 汽油发动机 ，其进气 门 迟闭角和排气门早开角得到了适当的降低，改善了中低速 扭矩 特性，从而降低了百公里油耗。，下面是汽油发动机凸轮轴专利的具体信息内容。
1.一种汽油发动机凸轮轴，该凸轮轴为C498发动机凸轮轴，其包括间隔设置的四缸进气凸轮和四缸排气凸轮，于该凸轮轴的端部设有两定位销孔，其特征在于，所述两定位销孔的中心连线与所述第一缸排气凸轮中心线的夹角为3.25度。
2.如权利要求1所述的汽油发动机凸轮轴，其特征在于，所述进气凸轮的凸轮型线由下述的进气凸轮相位角和进气升程关系确定：-71度的升程为0nm -22度的升程为5011330nm 27度的升程为4311578nm-70度的升程为0nm -21度的升程为5138353nm 28度的升程为4158940nm-69度的升程为18nm -20度的升程为5260228nm 29度的升程为4002942nm-68度的升程为366nm -19度的升程为5376796nm 30度的升程为3843931nm-67度的升程为1608nm -18度的升程为5487913nm 31度的升程为3682281nm-66度的升程为4315nm -17度的升程为5593457nm 32度的升程为3518398nm-65度的升程为9056nm -16度的升程为5693321nm 33度的升程为3352717nm-64度的升程为16398nm -15度的升程为5787409nm 34度的升程为3185699nm-63度的升程为26914nm -14度的升程为5875647nm 35度的升程为3017835nm-62度的升程为41169nm -13度的升程为5957963nm 36度的升程为2849648nm-61度的升程为59734nm -12度的升程为6034304nm 37度的升程为2681681nm-60度的升程为83175nm -11度的升程为6104626nm 38度的升程为2514507nm-59度的升程为112261nm -10度的升程为6168894nm 39度的升程为2348723nm-58度的升程为148087nm -9度的升程为6227078nm 40度的升程为2184945nm-57度的升程为191552nm -8度的升程为6279161nm 41度的升程为2023804nm-56度的升程为243317nm -7度的升程为6325126nm 42度的升程为186594 nm-55度的升程为30383 nm -6度的升程为6364965nm 43度的升程为1712026nm-54度的升程为373372nm -5度的升程为6398675nm 44度的升程为1562689nm-53度的升程为452025nm -4度的升程为6426253nm 45度的升程为1418577nm-52度的升程为539755nm -3度的升程为6447697nm 46度的升程为1280316nm-51度的升程为636393nm -2度的升程为6463013nm 47度的升程为1148500nm-50度的升程为741665nm -1度的升程为6472200nm 48度的升程为1023687nm-49度的升程为855210 nm 0度的升程为6475263nm 49度的升程为906380nm-48度的升程为976591 nm 1度的升程为6472200nm 50度的升程为797019nm-47度的升程为1105310nm 2度的升程为6463013nm 51度的升程为695963nm-46度的升程为1240822nm 3度的升程为6447697nm 52度的升程为603479nm-45度的升程为1382544nm 4度的升程为6426254nm 53度的升程为519728nm-44度的升程为1529869nm 5度的升程为6398680nm 54度的升程为444750nm-43度的升程为1682169nm 6度的升程为6364976nm 55度的升程为378457nm-42度的升程为1838808nm 7度的升程为6325147nm 56度的升程为320620nm-41度的升程为1999147nm 8度的升程为6279199nm 57度的升程为270871nm-40度的升程为2162550nm 9度的升程为6227144nm 58度的升程为228703nm-39度的升程为2328391nm 10度的升程为6168996nm 59度的升程为193456nm-38度的升程为2496053nm 11度的升程为6104782nm 60度的升程为164390nm-37度的升程为2664942nm 12度的升程为6034531nm 61度的升程为140629nm-36度的升程为2834477nm 13度的升程为5958281nm 62度的升程为121242nm-35度的升程为3004102nm 14度的升程为5876082nm 63度的升程为105287nm-34度的升程为3173285nm 15度的升程为5787990nm 64度的升程为91834nm-33度的升程为3341520nm 16度的升程为5694077nm 65度的升程为80046nm-32度的升程为3508325nm 17度的升程为5594426nm 66度的升程为69218nm-31度的升程为3673246nm 18度的升程为5489130nm 67度的升程为58830nm-30度的升程为3835859nm 19度的升程为5378303nm 68度的升程为48578nm-29度的升程为3995761nm 20度的升程为5262071nm 69度的升程为38334nm-28度的升程为4152585nm 21度的升程为5140576nm 70度的升程为28104nm-27度的升程为4305983nm 22度的升程为5013983nm 71度的升程为17907nm-26度的升程为4455637nm 23度的升程为4882468nm 72度的升程为9517nm-25度的升程为4601255nm 24度的升程为4746234nm 73度的升程为3755nm-24度的升程为4742569nm 25度的升程为4605507nm 74度的升程为633nm-23度的升程为4879335nm 26度的升程为4460531nm 75度的升程为0nm该凸轮轴中的排气凸轮型线由下述排气凸轮相位角和排气升程的关系确定：-69度的升程为0nm -20度的升程为5368878nm 29度的升程为4122651nm-68度的升程为519nm -19度的升程为5485901nm 30度的升程为3964984nm-67度的升程为4369nm -18度的升程为5597430nm 31度的升程为3804818nm-66度的升程为11927nm -17度的升程为5703339nm 32度的升程为3642553nm-65度的升程为23261nm -16度的升程为5803522nm 33度的升程为3478620nm-64度的升程为37515nm -15度的升程为5897884nm 34度的升程为3313469nm-63度的升程为52547nm -14度的升程为5986350nm 35度的升程为3147575nm-62度的升程为69451nm -13度的升程为6068855nm 36度的升程为2981437nm-61度的升程为89739nm -12度的升程为6145347nm 37度的升程为2815572nm-60度的升程为114839nm -11度的升程为6215784nm 38度的升程为2650517nm-59度的升程为146111nm -10度的升程为6280137nm 39度的升程为2486824nm-58度的升程为184692nm -9度的升程为6338384nm 40度的升程为2325051nm-57度的升程为231437nm -8度的升程为6390507nm 41度的升程为2165775nm-56度的升程为286936nm -7度的升程为6436497nm 42度的升程为2009566nm-55度的升程为351538nm -6度的升程为6476350nm 43度的升程为1856999nm-54度的升程为425385nm -5度的升程为6510064nm 44度的升程为1708636nm-53度的升程为508454nm -4度的升程为6537641nm 45度的升程为1565029nm-52度的升程为600590nm -3度的升程为6559084nm 46度的升程为1426707nm-51度的升程为701521nm -2度的升程为6574398nm 47度的升程为1294172nm-50度的升程为810892nm -1度的升程为6583583nm 48度的升程为1167887nm-49度的升程为928281nm 0度的升程为6586645nm 49度的升程为1048269nm-48度的升程为1053209nm 1度的升程为6583583nm 50度的升程为935686nm-47度的升程为1185157nm 2度的升程为6574399nm 51度的升程为830441nm-46度的升程为1323570nm 3度的升程为6559085nm 52度的升程为732767nm-45度的升程为1467872nm 4度的升程为6537645nm 53度的升程为642819nm-44度的升程为1617469nm 5度的升程为6510079nm 54度的升程为560668nm-43度的升程为1771760nm 6度的升程为6476383nm 55度的升程为486295nm-42度的升程为1930134nm 7度的升程为6436565nm 56度的升程为419588nm-41度的升程为2091987nm 8度的升程为6390631nm 57度的升程为360333nm-40度的升程为2256709nm 9度的升程为6338597nm 58度的升程为308228nm-39度的升程为2423710nm 10度的升程为6280478nm 59度的升程为262871nm-38度的升程为2592404nm 11度的升程为6216301nm 60度的升程为223778nm-37度的升程为2762219nm 12度的升程为6146100nm 61度的升程为190382nm-36度的升程为2932600nm 13度的升程为6069914nm 62度的升程为162054nm-35度的升程为3103015nm 14度的升程为5987798nm 63度的升程为138118nm-34度的升程为3272947nm 15度的升程为5899814nm 64度的升程为117870nm-33度的升程为3441902nm 16度的升程为5806037nm 65度的升程为100601nm-32度的升程为3609410nm 17度的升程为5706556nm 66度的升程为85629nm-31度的升程为3775026nm 18度的升程为5601473nm 67度的升程为72316nm-30度的升程为3938326nm 19度的升程为5490904nm 68度的升程为60110nm-29度的升程为4098913nm 20度的升程为5374986nm 69度的升程为48563nm-28度的升程为4256416nm 21度的升程为5253871nm 70度的升程为37322nm-27度的升程为4410486nm 22度的升程为5127728nm 71度的升程为26228nm-26度的升程为4560803nm 23度的升程为4996747nm 72度的升程为15094nm-25度的升程为4707068nm 24度的升程为4861140nm 73度的升程为7601nm-24度的升程为4849010nm 25度的升程为4721139nm 74度的升程为2435nm-23度的升程为4986377nm 26度的升程为4576998nm 75度的升程为139nm-22度的升程为5118943nm 27度的升程为4428998nm 76度的升程为5nm-21度的升程为5246504nm 28度的升程为4277440nm 77度的升程为0nm其中，基圆半径为18.161mm，进气凸轮与排气凸轮的夹角为103.5°-105.5°，上述升程的误差范围为±0.01mm。
3.如权利要求2所述的汽油发动机凸轮轴，其特征在于，所述进气凸轮和排气凸轮之间的夹角为104.5°。
汽油发动机凸轮轴
技术领域
背景技术
发动机的配气机构的作用是按照发动机的工作顺序，在确定的时刻开启和关闭进排气门，使换气过程和工作循环得以顺利进行。从理论上讲，进排气门应分别在进排气冲程的起止点(即上止点或下止点)开启和关闭。但实际上由于发动机工作转速很高，换气过程(由排气冲程和进气冲程组成)持续时间非常短暂(0.05～0.005秒)，而气门的开启和关闭又是一个渐变过程，而且只有当气门升程达到一定高度时才能实现有效的开启和换气。为使气门有效开启时间相对延长，进排气门通常都要早开迟闭适当角度，以提高换气效率和整机性能。进排气门早开迟闭后，必然会对前后相邻冲程的正常工作产生一定影响，但只要早开迟闭角度选择适当，将不利影响控制在一定范围，换气效率和总体性能水平还是能得到有效提高的。当然，如果早开迟闭角度控制不当，对相邻冲程影响过大，则很可能适得其反，反而会导致换气效率和整机性能水平下降。
早期发动机，特别是化油器发动机，由于当时技术条件所限，加大早开迟闭角曾一度作为提高发动机转速的主要强化措施而被广泛采用。但早开迟闭角增大后，虽高速性能有所改善，但低速性能有所下降，而且由于热损失增大，不仅油耗增加，排放状况也有所恶化。因此，随着对尾气排放的控制日趋严格，电子控制技术和可变技术的广泛应用，提高换气效率的途径手段比过去增多，为减少环境污染，改善中低速扭矩特性，降低燃油消耗，配气相位呈逐步减小的趋势，见附表1。
附表1：国内几种主要机型的配气相位情况
从配气相位表不难看出，C498发动机的进排气早开迟闭角均比其它机型大许多，这正是C498发动机中低速扭矩特性不佳，油耗偏高的主要原因之一(最明显的例证就是加速时，必须冲车到较高转速才能将档位升入高一档，否则，换档后发动机处在低速状态很难将速度提升起来，轻汽、北旅配套路试均如此)。以对换气效率影响最大的进气相位角为例：进气早开角多数机型都控制在10°以内，492曾一度达到24°，但后来也降到15°，只有C498仍比较高，达到16°，进气门在排气冲程开启过早，很容易造成废气倒入进气道，导致残留废气增多，换气效率下降；进气门迟闭角多数机型都控制在50°以内，492曾一度达到64°，但后来也降到57°，仍是C498偏高，达到74°，进气门在压缩冲程过迟关闭，在低速时，由于换气时间相对比较充裕，压缩开始时缸内气压已比较高，很容易造成刚刚吸入的新鲜混合气重新压回进气道，导致充气效率下降(最明显的例证就是测试缸压时，C498的缸压偏低，仅827～1034KPa，而491为1226KPa)。附图1为不同进气迟闭角与充气效率ηv及转速n的关系图中的进气迟闭角1＜2＜3。从图中可看出，进气迟闭角大一些，高速时充气效率ηv确实相对高一些，但低速时充气效率ηv要下降很多，无论是最大充气效率，还是平均充气效率，都不及小一些的进气迟闭角。当然，进气迟闭角过小，高速性能又将变得很差。但考虑到C498为侧置凸轮轴，配气传动链较长，为减小凸轮负荷应力，气门开启持续角也不宜过小。
排气相位，也对整机特性有直接影响，特别是排气早开角，对热损失(即膨胀作功损失)及排气损失影响较大。附图2为不同排气早开角对发动机性能的影响，图中的Pi表示气缸内的排气压力，V标识气缸容积，Pe表示排气管内的排气背压，M、N分别表示上止点和下止点，排气初始角1＜2＜3。如附图2所示，1排气门开启过早，尽管排气比较充分，换气效率提高，排气损失即排气消耗的功也较少，但燃烧气体未得到充分膨胀作功就被排除汽缸，膨胀输出功损失太大，总体上还是得不偿失。当然，排气门开启过晚，如3，燃气作功充分，但排气耗功过多，同样是得不偿失。从附表1可看出，国内多数机型排气早开角大多控制在30°至45°之间；492发动机曾一度达到过58°，但后来也降到54°；而C498本身冲程距离就短，存在膨胀不足的先天缺陷，再加上排气门开启又过早，提前60°角开启，这正是C498排气温度偏高(最高已超过920℃)的最主要原因，同时也是导致热损失偏大，油耗偏高的主要因素之一。
综上所述，C498发动机的配气相位优先考虑的是高速时的扭矩特性。这与美国高速公路发达，平均车速一般都比较高有关。而我国的情况正好相反，大城市公路状况较好，但交通拥堵严重，车速上不去；乡村及边远地区，车辆稀少，但道路情况比较差，而且各种交通工具，包括人力、畜力车同在一条路上行驶，车速也上不去。特别是切诺基作为越野车，功率扭矩储备系数较大，发动机多数都是工作在低转速和低负荷工况下(在水平路面、满载、直接档、时速50公里时，发动机转速仅为1400转/分，功率仅8KW；时速90公里时，发动机转速也才2470转/分，功率仅22KW)。因此合理的配气相位应该是优先考虑中低速的扭矩特性以及油耗特性，这不仅符合我国国情，而且也符合我国大多数驾驶人员的驾驶习惯(习惯于冲车至中等转速就换入高档，很少将油门踩到底，发动机转速很少超过3000转/分；同时习惯于尽量选用较高档位行驶，即高档位小油门低转速行驶，而不是低档位大油门高转速行驶，以降低百公里油耗)。
发明内容
本实用新型所要解决的主要技术问题在于，提供一种汽油发动机凸轮轴，适当降低进气门迟闭角和排气门早开角，改善中低速扭矩特性，从而降低百公里油耗。
本实用新型所要解决的技术问题还在于，提供一种汽油发动机凸轮轴，其通过对进气凸轮和排气凸轮型线的改进，使在改善中低速扭矩特性的同时，还可以保持其高速特性。
本实用新型的上述技术问题可采用如下技术方案来解决，一种汽油发动机凸轮轴，该凸轮轴为C498发动机凸轮轴，其包括间隔设置的四缸进气凸轮和四缸排气凸轮，于该凸轮轴的端部设有两定位销孔，所述两定位销孔的中心连线与所述第一缸排气凸轮中心线的夹角为3.25度。
原C498发动机凸轮轴中的两定位销孔的中心连线与第一缸排气凸轮中心线夹角为1.75度，而本实用新型的凸轮轴由于将两定位销孔中心连线与第一缸排气凸轮中心线夹角改为3.25度，从而经适当装配后，使配气相位改变为：进气门早开角为15.2度，进气门迟闭角为51.66度，排气门早开角46.6度，排气门迟闭角25.84度。实现证明，利用本实用新型的凸轮轴，充气效率得到了有效的提高，改善了中低速扭矩特性，有效提高了中低速扭矩，更适合于中国目前的路况。
进一步，本实用新型中，所述凸轮轴的进气凸轮和排气凸轮型线可选用超高次方程并在试验中进行修正来确定，其基圆半径为18.161mm，进气凸轮与排气凸轮的夹角为103.5°-105.5°，该夹角最佳为104.5°。这样，本实用新型的凸轮轴的进气凸轮和排气凸轮型线进行修改后，使发动机在上述充气效率以及中低速扭矩得到提高了基础上，其高速效率仍能保持不变，从而使采用本实用新型的C498汽油发动机不但具有较好的中低速性能，而且也有较好的高速性能。
附图说明
具体实施方式
进一步，在本实用新型中，进气凸轮11、12、13、14的凸轮型线由下面的进气凸轮相位角和进气升程关系表确定：
该凸轮轴中的排气凸轮21、22、23、24的型线由下述排气凸轮相位角和排气升程的关系表确定：
其中，上述凸轮型线的基圆半径为18.161mm，进气凸轮与排气凸轮的夹角为103.5°-105.5°，上述升程的误差范围为±0.01mm。
如图3所示，作为一个优选的实施方式，本实用新型的凸轮轴中，进气凸轮和排气凸轮之间的夹角最佳为104.5°。
如图5所示为本实用新型的凸轮轴与原C498发动机凸轮轴用于化油器发动机的扭矩比较图，其纵轴表示扭矩，横轴表示转速，其中的灰色曲线表示原C498发动机凸轮轴曲线，而黑色曲线表示本实用新型的C498发动机凸轮轴曲线。由该图中可以明显地对比出，本实用新型C498发动机凸轮轴的中低速扭矩与原C498发动机凸轮轴的扭矩相比得到了较大地提高，而高速性能基本没有改变或者改变很少，从而使采用本实用新型的C498发动机不但具有较好的中低速性能，而且也有较好的高速性能。
如图6所示为本实用新型的凸轮轴与原C498发动机凸轮轴用于电喷发动机的扭矩比较图。其纵轴表示扭矩，横轴表示转速，其中的黑色曲线表示原C498发动机凸轮轴曲线，而灰色曲线表示本实用新型的C498发动机凸轮轴曲线。由该图中可以明显地对比出，在用于电喷发动机中时，本实用新型C498发动机凸轮轴的中低速扭矩与原C498发动机凸轮轴的扭矩相比同样也得到了较大地提高，而高速性能基本没有改变或者略有提高，从而使采用本实用新型的C498发动机不但具有较好的中低速性能，而且也有较好的高速性能。
上述实施例为本实用新型的较佳实施方式，仅用于说明本实用新型，而非用于限制本实用新型。
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