汽油發(fā)動機凸輪軸
專利匯可以提供汽油發(fā)動機凸輪軸專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本實用新型涉及一種 汽油 發(fā)動機 凸輪 軸，該 凸輪軸 為C498發(fā)動機凸輪軸，其包括間隔設(shè)置的四缸進氣凸輪和四缸排氣凸輪，于該凸輪軸的端部設(shè)有兩 定位 銷孔，所述兩定位銷孔的中心連線與所述第一缸排氣凸輪中心線的夾 角 為3.25度。采用本實用新型的C498 汽油發(fā)動機 ，其進氣 門 遲閉角和排氣門早開角得到了適當?shù)慕档?，改善了中低? 扭矩 特性，從而降低了百公里油耗。，下面是汽油發(fā)動機凸輪軸專利的具體信息內(nèi)容。
1.一種汽油發(fā)動機凸輪軸，該凸輪軸為C498發(fā)動機凸輪軸，其包括間隔設(shè)置的四缸進氣凸輪和四缸排氣凸輪，于該凸輪軸的端部設(shè)有兩定位銷孔，其特征在于，所述兩定位銷孔的中心連線與所述第一缸排氣凸輪中心線的夾角為3.25度。
2.如權(quán)利要求1所述的汽油發(fā)動機凸輪軸，其特征在于，所述進氣凸輪的凸輪型線由下述的進氣凸輪相位角和進氣升程關(guān)系確定：-71度的升程為0nm?????????-22度的升程為5011330nm????27度的升程為4311578nm-70度的升程為0nm?????????-21度的升程為5138353nm????28度的升程為4158940nm-69度的升程為18nm????????-20度的升程為5260228nm????29度的升程為4002942nm-68度的升程為366nm???????-19度的升程為5376796nm????30度的升程為3843931nm-67度的升程為1608nm??????-18度的升程為5487913nm????31度的升程為3682281nm-66度的升程為4315nm??????-17度的升程為5593457nm????32度的升程為3518398nm-65度的升程為9056nm??????-16度的升程為5693321nm????33度的升程為3352717nm-64度的升程為16398nm?????-15度的升程為5787409nm????34度的升程為3185699nm-63度的升程為26914nm?????-14度的升程為5875647nm????35度的升程為3017835nm-62度的升程為41169nm?????-13度的升程為5957963nm????36度的升程為2849648nm-61度的升程為59734nm?????-12度的升程為6034304nm????37度的升程為2681681nm-60度的升程為83175nm?????-11度的升程為6104626nm????38度的升程為2514507nm-59度的升程為112261nm????-10度的升程為6168894nm????39度的升程為2348723nm-58度的升程為148087nm????-9度的升程為6227078nm?????40度的升程為2184945nm-57度的升程為191552nm????-8度的升程為6279161nm?????41度的升程為2023804nm-56度的升程為243317nm????-7度的升程為6325126nm?????42度的升程為186594?nm-55度的升程為30383?nm????-6度的升程為6364965nm?????43度的升程為1712026nm-54度的升程為373372nm????-5度的升程為6398675nm?????44度的升程為1562689nm-53度的升程為452025nm????-4度的升程為6426253nm?????45度的升程為1418577nm-52度的升程為539755nm????-3度的升程為6447697nm?????46度的升程為1280316nm-51度的升程為636393nm????-2度的升程為6463013nm?????47度的升程為1148500nm-50度的升程為741665nm????-1度的升程為6472200nm?????48度的升程為1023687nm-49度的升程為855210?nm????0度的升程為6475263nm?????49度的升程為906380nm-48度的升程為976591?nm????1度的升程為6472200nm?????50度的升程為797019nm-47度的升程為1105310nm????2度的升程為6463013nm?????51度的升程為695963nm-46度的升程為1240822nm????3度的升程為6447697nm?????52度的升程為603479nm-45度的升程為1382544nm????4度的升程為6426254nm?????53度的升程為519728nm-44度的升程為1529869nm????5度的升程為6398680nm?????54度的升程為444750nm-43度的升程為1682169nm????6度的升程為6364976nm?????55度的升程為378457nm-42度的升程為1838808nm????7度的升程為6325147nm?????56度的升程為320620nm-41度的升程為1999147nm????8度的升程為6279199nm?????57度的升程為270871nm-40度的升程為2162550nm????9度的升程為6227144nm?????58度的升程為228703nm-39度的升程為2328391nm????10度的升程為6168996nm????59度的升程為193456nm-38度的升程為2496053nm????11度的升程為6104782nm????60度的升程為164390nm-37度的升程為2664942nm????12度的升程為6034531nm????61度的升程為140629nm-36度的升程為2834477nm????13度的升程為5958281nm????62度的升程為121242nm-35度的升程為3004102nm????14度的升程為5876082nm????63度的升程為105287nm-34度的升程為3173285nm????15度的升程為5787990nm????64度的升程為91834nm-33度的升程為3341520nm????16度的升程為5694077nm????65度的升程為80046nm-32度的升程為3508325nm????17度的升程為5594426nm????66度的升程為69218nm-31度的升程為3673246nm????18度的升程為5489130nm????67度的升程為58830nm-30度的升程為3835859nm????19度的升程為5378303nm????68度的升程為48578nm-29度的升程為3995761nm????20度的升程為5262071nm????69度的升程為38334nm-28度的升程為4152585nm????21度的升程為5140576nm????70度的升程為28104nm-27度的升程為4305983nm????22度的升程為5013983nm????71度的升程為17907nm-26度的升程為4455637nm????23度的升程為4882468nm????72度的升程為9517nm-25度的升程為4601255nm????24度的升程為4746234nm????73度的升程為3755nm-24度的升程為4742569nm????25度的升程為4605507nm????74度的升程為633nm-23度的升程為4879335nm????26度的升程為4460531nm????75度的升程為0nm該凸輪軸中的排氣凸輪型線由下述排氣凸輪相位角和排氣升程的關(guān)系確定：-69度的升程為0nm?????????-20度的升程為5368878nm????29度的升程為4122651nm-68度的升程為519nm???????-19度的升程為5485901nm????30度的升程為3964984nm-67度的升程為4369nm??????-18度的升程為5597430nm????31度的升程為3804818nm-66度的升程為11927nm?????-17度的升程為5703339nm????32度的升程為3642553nm-65度的升程為23261nm?????-16度的升程為5803522nm????33度的升程為3478620nm-64度的升程為37515nm?????-15度的升程為5897884nm????34度的升程為3313469nm-63度的升程為52547nm?????-14度的升程為5986350nm????35度的升程為3147575nm-62度的升程為69451nm?????-13度的升程為6068855nm????36度的升程為2981437nm-61度的升程為89739nm?????-12度的升程為6145347nm????37度的升程為2815572nm-60度的升程為114839nm????-11度的升程為6215784nm????38度的升程為2650517nm-59度的升程為146111nm????-10度的升程為6280137nm????39度的升程為2486824nm-58度的升程為184692nm????-9度的升程為6338384nm?????40度的升程為2325051nm-57度的升程為231437nm????-8度的升程為6390507nm?????41度的升程為2165775nm-56度的升程為286936nm????-7度的升程為6436497nm?????42度的升程為2009566nm-55度的升程為351538nm????-6度的升程為6476350nm?????43度的升程為1856999nm-54度的升程為425385nm????-5度的升程為6510064nm?????44度的升程為1708636nm-53度的升程為508454nm????-4度的升程為6537641nm?????45度的升程為1565029nm-52度的升程為600590nm????-3度的升程為6559084nm?????46度的升程為1426707nm-51度的升程為701521nm????-2度的升程為6574398nm?????47度的升程為1294172nm-50度的升程為810892nm????-1度的升程為6583583nm?????48度的升程為1167887nm-49度的升程為928281nm????0度的升程為6586645nm??????49度的升程為1048269nm-48度的升程為1053209nm???1度的升程為6583583nm??????50度的升程為935686nm-47度的升程為1185157nm???2度的升程為6574399nm??????51度的升程為830441nm-46度的升程為1323570nm???3度的升程為6559085nm??????52度的升程為732767nm-45度的升程為1467872nm???4度的升程為6537645nm??????53度的升程為642819nm-44度的升程為1617469nm???5度的升程為6510079nm??????54度的升程為560668nm-43度的升程為1771760nm???6度的升程為6476383nm??????55度的升程為486295nm-42度的升程為1930134nm???7度的升程為6436565nm??????56度的升程為419588nm-41度的升程為2091987nm???8度的升程為6390631nm??????57度的升程為360333nm-40度的升程為2256709nm???9度的升程為6338597nm??????58度的升程為308228nm-39度的升程為2423710nm????10度的升程為6280478nm????59度的升程為262871nm-38度的升程為2592404nm????11度的升程為6216301nm????60度的升程為223778nm-37度的升程為2762219nm????12度的升程為6146100nm????61度的升程為190382nm-36度的升程為2932600nm????13度的升程為6069914nm????62度的升程為162054nm-35度的升程為3103015nm????14度的升程為5987798nm????63度的升程為138118nm-34度的升程為3272947nm????15度的升程為5899814nm????64度的升程為117870nm-33度的升程為3441902nm????16度的升程為5806037nm????65度的升程為100601nm-32度的升程為3609410nm????17度的升程為5706556nm????66度的升程為85629nm-31度的升程為3775026nm????18度的升程為5601473nm????67度的升程為72316nm-30度的升程為3938326nm????19度的升程為5490904nm????68度的升程為60110nm-29度的升程為4098913nm????20度的升程為5374986nm????69度的升程為48563nm-28度的升程為4256416nm????21度的升程為5253871nm????70度的升程為37322nm-27度的升程為4410486nm????22度的升程為5127728nm????71度的升程為26228nm-26度的升程為4560803nm????23度的升程為4996747nm????72度的升程為15094nm-25度的升程為4707068nm????24度的升程為4861140nm????73度的升程為7601nm-24度的升程為4849010nm????25度的升程為4721139nm????74度的升程為2435nm-23度的升程為4986377nm????26度的升程為4576998nm????75度的升程為139nm-22度的升程為5118943nm????27度的升程為4428998nm????76度的升程為5nm-21度的升程為5246504nm????28度的升程為4277440nm????77度的升程為0nm其中，基圓半徑為18.161mm，進氣凸輪與排氣凸輪的夾角為103.5°-105.5°，上述升程的誤差范圍為±0.01mm。
3.如權(quán)利要求2所述的汽油發(fā)動機凸輪軸，其特征在于，所述進氣凸輪和排氣凸輪之間的夾角為104.5°。
汽油發(fā)動機凸輪軸
技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)
發(fā)動機的配氣機構(gòu)的作用是按照發(fā)動機的工作順序，在確定的時刻開啟和關(guān)閉進排氣門，使換氣過程和工作循環(huán)得以順利進行。從理論上講，進排氣門應(yīng)分別在進排氣沖程的起止點(即上止點或下止點)開啟和關(guān)閉。但實際上由于發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速很高，換氣過程(由排氣沖程和進氣沖程組成)持續(xù)時間非常短暫(0.05～0.005秒)，而氣門的開啟和關(guān)閉又是一個漸變過程，而且只有當氣門升程達到一定高度時才能實現(xiàn)有效的開啟和換氣。為使氣門有效開啟時間相對延長，進排氣門通常都要早開遲閉適當角度，以提高換氣效率和整機性能。進排氣門早開遲閉后，必然會對前后相鄰沖程的正常工作產(chǎn)生一定影響，但只要早開遲閉角度選擇適當，將不利影響控制在一定范圍，換氣效率和總體性能水平還是能得到有效提高的。當然，如果早開遲閉角度控制不當，對相鄰沖程影響過大，則很可能適得其反，反而會導(dǎo)致?lián)Q氣效率和整機性能水平下降。
早期發(fā)動機，特別是化油器發(fā)動機，由于當時技術(shù)條件所限，加大早開遲閉角曾一度作為提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速的主要強化措施而被廣泛采用。但早開遲閉角增大后，雖高速性能有所改善，但低速性能有所下降，而且由于熱損失增大，不僅油耗增加，排放狀況也有所惡化。因此，隨著對尾氣排放的控制日趨嚴格，電子控制技術(shù)和可變技術(shù)的廣泛應(yīng)用，提高換氣效率的途徑手段比過去增多，為減少環(huán)境污染，改善中低速扭矩特性，降低燃油消耗，配氣相位呈逐步減小的趨勢，見附表1。
附表1：國內(nèi)幾種主要機型的配氣相位情況
從配氣相位表不難看出，C498發(fā)動機的進排氣早開遲閉角均比其它機型大許多，這正是C498發(fā)動機中低速扭矩特性不佳，油耗偏高的主要原因之一(最明顯的例證就是加速時，必須沖車到較高轉(zhuǎn)速才能將檔位升入高一檔，否則，換檔后發(fā)動機處在低速狀態(tài)很難將速度提升起來，輕汽、北旅配套路試均如此)。以對換氣效率影響最大的進氣相位角為例：進氣早開角多數(shù)機型都控制在10°以內(nèi)，492曾一度達到24°，但后來也降到15°，只有C498仍比較高，達到16°，進氣門在排氣沖程開啟過早，很容易造成廢氣倒入進氣道，導(dǎo)致殘留廢氣增多，換氣效率下降；進氣門遲閉角多數(shù)機型都控制在50°以內(nèi)，492曾一度達到64°，但后來也降到57°，仍是C498偏高，達到74°，進氣門在壓縮沖程過遲關(guān)閉，在低速時，由于換氣時間相對比較充裕，壓縮開始時缸內(nèi)氣壓已比較高，很容易造成剛剛吸入的新鮮混合氣重新壓回進氣道，導(dǎo)致充氣效率下降(最明顯的例證就是測試缸壓時，C498的缸壓偏低，僅827～1034KPa，而491為1226KPa)。附圖1為不同進氣遲閉角與充氣效率ηv及轉(zhuǎn)速n的關(guān)系圖中的進氣遲閉角1＜2＜3。從圖中可看出，進氣遲閉角大一些，高速時充氣效率ηv確實相對高一些，但低速時充氣效率ηv要下降很多，無論是最大充氣效率，還是平均充氣效率，都不及小一些的進氣遲閉角。當然，進氣遲閉角過小，高速性能又將變得很差。但考慮到C498為側(cè)置凸輪軸，配氣傳動鏈較長，為減小凸輪負荷應(yīng)力，氣門開啟持續(xù)角也不宜過小。
排氣相位，也對整機特性有直接影響，特別是排氣早開角，對熱損失(即膨脹作功損失)及排氣損失影響較大。附圖2為不同排氣早開角對發(fā)動機性能的影響，圖中的Pi表示氣缸內(nèi)的排氣壓力，V標識氣缸容積，Pe表示排氣管內(nèi)的排氣背壓，M、N分別表示上止點和下止點，排氣初始角1＜2＜3。如附圖2所示，1排氣門開啟過早，盡管排氣比較充分，換氣效率提高，排氣損失即排氣消耗的功也較少，但燃燒氣體未得到充分膨脹作功就被排除汽缸，膨脹輸出功損失太大，總體上還是得不償失。當然，排氣門開啟過晚，如3，燃氣作功充分，但排氣耗功過多，同樣是得不償失。從附表1可看出，國內(nèi)多數(shù)機型排氣早開角大多控制在30°至45°之間；492發(fā)動機曾一度達到過58°，但后來也降到54°；而C498本身沖程距離就短，存在膨脹不足的先天缺陷，再加上排氣門開啟又過早，提前60°角開啟，這正是C498排氣溫度偏高(最高已超過920℃)的最主要原因，同時也是導(dǎo)致熱損失偏大，油耗偏高的主要因素之一。
綜上所述，C498發(fā)動機的配氣相位優(yōu)先考慮的是高速時的扭矩特性。這與美國高速公路發(fā)達，平均車速一般都比較高有關(guān)。而我國的情況正好相反，大城市公路狀況較好，但交通擁堵嚴重，車速上不去；鄉(xiāng)村及邊遠地區(qū)，車輛稀少，但道路情況比較差，而且各種交通工具，包括人力、畜力車同在一條路上行駛，車速也上不去。特別是切諾基作為越野車，功率扭矩儲備系數(shù)較大，發(fā)動機多數(shù)都是工作在低轉(zhuǎn)速和低負荷工況下(在水平路面、滿載、直接檔、時速50公里時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速僅為1400轉(zhuǎn)/分，功率僅8KW；時速90公里時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速也才2470轉(zhuǎn)/分，功率僅22KW)。因此合理的配氣相位應(yīng)該是優(yōu)先考慮中低速的扭矩特性以及油耗特性，這不僅符合我國國情，而且也符合我國大多數(shù)駕駛?cè)藛T的駕駛習(xí)慣(習(xí)慣于沖車至中等轉(zhuǎn)速就換入高檔，很少將油門踩到底，發(fā)動機轉(zhuǎn)速很少超過3000轉(zhuǎn)/分；同時習(xí)慣于盡量選用較高檔位行駛，即高檔位小油門低轉(zhuǎn)速行駛，而不是低檔位大油門高轉(zhuǎn)速行駛，以降低百公里油耗)。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的主要技術(shù)問題在于，提供一種汽油發(fā)動機凸輪軸，適當降低進氣門遲閉角和排氣門早開角，改善中低速扭矩特性，從而降低百公里油耗。
本實用新型所要解決的技術(shù)問題還在于，提供一種汽油發(fā)動機凸輪軸，其通過對進氣凸輪和排氣凸輪型線的改進，使在改善中低速扭矩特性的同時，還可以保持其高速特性。
本實用新型的上述技術(shù)問題可采用如下技術(shù)方案來解決，一種汽油發(fā)動機凸輪軸，該凸輪軸為C498發(fā)動機凸輪軸，其包括間隔設(shè)置的四缸進氣凸輪和四缸排氣凸輪，于該凸輪軸的端部設(shè)有兩定位銷孔，所述兩定位銷孔的中心連線與所述第一缸排氣凸輪中心線的夾角為3.25度。
原C498發(fā)動機凸輪軸中的兩定位銷孔的中心連線與第一缸排氣凸輪中心線夾角為1.75度，而本實用新型的凸輪軸由于將兩定位銷孔中心連線與第一缸排氣凸輪中心線夾角改為3.25度，從而經(jīng)適當裝配后，使配氣相位改變?yōu)椋哼M氣門早開角為15.2度，進氣門遲閉角為51.66度，排氣門早開角46.6度，排氣門遲閉角25.84度。實現(xiàn)證明，利用本實用新型的凸輪軸，充氣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，更適合于中國目前的路況。
進一步，本實用新型中，所述凸輪軸的進氣凸輪和排氣凸輪型線可選用超高次方程并在試驗中進行修正來確定，其基圓半徑為18.161mm，進氣凸輪與排氣凸輪的夾角為103.5°-105.5°，該夾角最佳為104.5°。這樣，本實用新型的凸輪軸的進氣凸輪和排氣凸輪型線進行修改后，使發(fā)動機在上述充氣效率以及中低速扭矩得到提高了基礎(chǔ)上，其高速效率仍能保持不變，從而使采用本實用新型的C498汽油發(fā)動機不但具有較好的中低速性能，而且也有較好的高速性能。
附圖說明
具體實施方式
進一步，在本實用新型中，進氣凸輪11、12、13、14的凸輪型線由下面的進氣凸輪相位角和進氣升程關(guān)系表確定：
該凸輪軸中的排氣凸輪21、22、23、24的型線由下述排氣凸輪相位角和排氣升程的關(guān)系表確定：
其中，上述凸輪型線的基圓半徑為18.161mm，進氣凸輪與排氣凸輪的夾角為103.5°-105.5°，上述升程的誤差范圍為±0.01mm。
如圖3所示，作為一個優(yōu)選的實施方式，本實用新型的凸輪軸中，進氣凸輪和排氣凸輪之間的夾角最佳為104.5°。
如圖5所示為本實用新型的凸輪軸與原C498發(fā)動機凸輪軸用于化油器發(fā)動機的扭矩比較圖，其縱軸表示扭矩，橫軸表示轉(zhuǎn)速，其中的灰色曲線表示原C498發(fā)動機凸輪軸曲線，而黑色曲線表示本實用新型的C498發(fā)動機凸輪軸曲線。由該圖中可以明顯地對比出，本實用新型C498發(fā)動機凸輪軸的中低速扭矩與原C498發(fā)動機凸輪軸的扭矩相比得到了較大地提高，而高速性能基本沒有改變或者改變很少，從而使采用本實用新型的C498發(fā)動機不但具有較好的中低速性能，而且也有較好的高速性能。
如圖6所示為本實用新型的凸輪軸與原C498發(fā)動機凸輪軸用于電噴發(fā)動機的扭矩比較圖。其縱軸表示扭矩，橫軸表示轉(zhuǎn)速，其中的黑色曲線表示原C498發(fā)動機凸輪軸曲線，而灰色曲線表示本實用新型的C498發(fā)動機凸輪軸曲線。由該圖中可以明顯地對比出，在用于電噴發(fā)動機中時，本實用新型C498發(fā)動機凸輪軸的中低速扭矩與原C498發(fā)動機凸輪軸的扭矩相比同樣也得到了較大地提高，而高速性能基本沒有改變或者略有提高，從而使采用本實用新型的C498發(fā)動機不但具有較好的中低速性能，而且也有較好的高速性能。
上述實施例為本實用新型的較佳實施方式，僅用于說明本實用新型，而非用于限制本實用新型。
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