專利名稱：渦輪增壓汽油發(fā)動機及其凸輪軸和進氣凸輪的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及發(fā)動機技術領域，尤其涉及一種渦輪增壓汽油發(fā)動機進氣凸輪， 以及具有該進氣凸輪的凸輪軸，還涉及具有所述凸輪軸的渦輪增壓汽油發(fā)動機。
背景技術：
通過凸輪型線來控制氣門正時的發(fā)動機，氣門正時和氣門升程是發(fā)動機動力性、 燃油經(jīng)濟性的“命脈”，因此不同的發(fā)動機需要不同的氣門正時，也就是需要不同的凸輪型線。在發(fā)動機開發(fā)過程中，通過熱力學計算確定凸輪的包角和凸輪升程，再結合發(fā)動機配氣機構的運動學與動力學設計凸輪型線。為了滿足市場對汽車動力性、經(jīng)濟性、可靠性日益提高的要求，隨著國家節(jié)能減排政策的執(zhí)行，提高發(fā)動機的性能是唯一的出路。渦輪增壓發(fā)動機顧名思義就是增加進氣密度，提高進氣效率、增加進氣充量。渦輪增壓發(fā)動機對氣流進入發(fā)動機汽缸的形狀有很嚴格的要求，在缸蓋氣道一定的情況下，通過凸輪型線來實現(xiàn)進氣氣流形狀的控制。因此渦輪增壓汽油發(fā)動機的凸輪型線對發(fā)動機的性能有著非常重要的作用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的方面和優(yōu)點在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本實用新型而學習。為了滿足渦輪增壓汽油發(fā)動機進氣的形狀，氣門正時，保證發(fā)動機的燃燒需求，本實用新型設計了一種渦輪增壓汽油發(fā)動機的進氣凸輪型線，提供一種渦輪增壓汽油發(fā)動機進氣凸輪，以及具有該進氣凸輪的凸輪軸、具有所述凸輪軸的渦輪增壓汽油發(fā)動機，從而解決了采用渦輪增壓技術提高發(fā)動機性能對進氣氣流形狀要求的難題，使發(fā)動機的升功率、 升扭矩極大的提高，同時還降低了發(fā)動機的比油耗，極大地提高了發(fā)動機的市場競爭力。本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案如下根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種渦輪增壓汽油發(fā)動機進氣凸輪，包括基圓部分和凸輪桃部分，基圓部分的中心與凸輪桃部分的徑向中心重合，其中，凸輪桃部分的型線依次包括凸輪開啟緩沖段、凸輪主升程段、凸輪主關閉段和凸輪關閉緩沖段，其中，基圓部分的直徑為40mm-44mm，凸輪型線的最大升程為7. 3mm_8. 8mm，且凸輪桃部分的包角為 118° -146°。優(yōu)選地，基圓部分的直徑為42mm，凸輪型線的最大升程為8. 51mm，且凸輪桃部分的包角為134°。根據(jù)本實用新型的一個實施例，凸輪開啟緩沖段的包角為14° -20°，凸輪主升程段的包角為45° -53°，凸輪主關閉段的包角為45° -53°，且凸輪關閉緩沖段的包角為 14° -20°。優(yōu)選地，凸輪開啟緩沖段的包角為14.5°，凸輪主升程段的包角為51. 5°，凸輪主關閉段的包角為52°，且凸輪關閉緩沖段的包角為16°。根據(jù)本實用新型的一個實施例，凸輪桃部分的桃尖曲率半徑為4. 2mm-4. 7mm。優(yōu)選地，凸輪桃部分的桃尖曲率半徑為4. 52mm。
3[0010]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供一種渦輪增壓汽油發(fā)動機凸輪軸，其具有如上所述的進氣凸輪。根據(jù)本實用新型的又一方面，提供一種渦輪增壓汽油發(fā)動機，其具有如上所述的凸輪軸。根據(jù)本實用新型的一個實施例，凸輪的開啟角為355° -375°曲軸轉角，且凸輪的關閉角為585° -605°曲軸轉角。優(yōu)選地，凸輪的開啟角為371°曲軸轉角，且凸輪的關閉角為599. 5°曲軸轉角。利用本實用新型，提供了一種渦輪增壓汽油發(fā)動機進氣凸輪型線，解決了增壓汽油發(fā)動機進氣的需求，通過合理設計凸輪型線的包角、凸輪型線的開啟角、凸輪型線的關閉角、凸輪型線的升程等參數(shù)，來滿足增壓發(fā)動機對進氣氣流形狀滾流的需求。實踐證明本實用新型渦輪增壓汽油發(fā)動機凸輪型線能滿足渦輪增壓汽油發(fā)動機的進氣形狀的要求，解決了通過渦輪增壓技術來提高發(fā)動機性能的關鍵難題。本實用新型在沒有增加新工藝、新技術的基礎上，通過合理設計凸輪型線的參數(shù)來滿足渦輪增壓發(fā)動機的進氣需求。用簡單的設計、解決了復雜的問題，制造成本沒有增加，對批量生產(chǎn)有很強的成本優(yōu)勢、工藝優(yōu)勢，本實用新型設計的凸輪型線解決了渦輪增壓發(fā)動機對進氣氣流形狀需求的技術難題。通過閱讀說明書，本領域普通技術人員將更好地了解這些實施例和其它實施例的特征和方面。

下面通過參考附圖并結合實例具體地描述本實用新型，本實用新型的優(yōu)點和實現(xiàn)方式將會更加明顯，其中附圖所示內(nèi)容僅用于對本實用新型的解釋說明，而不構成對本實用新型的任何意義上的限制，在附圖中圖1為本實用新型的渦輪增壓汽油發(fā)動機進氣凸輪型線示意圖。[0018]標號列表[0019]1進氣凸輪型線[0020]2基圓直徑[0021]3凸輪的開啟角[0022]4凸輪開啟緩沖段[0023]5凸輪主升程段[0024]6凸輪桃尖曲率半徑[0025]7凸輪主關閉段[0026]8凸輪關閉緩沖段[0027]9凸輪的關閉角[0028]10凸輪型線的最大升程[0029]11凸輪桃部分的包角
具體實施方式本實用新型提供了一種汽油發(fā)動機的進氣凸輪型線，這種凸輪型線適用于渦輪增壓汽油發(fā)動機。其特征有凸輪型線的基圓、凸輪型線的開啟緩沖段、主升程段、凸輪桃尖、 主關閉段、關閉緩沖段，這種凸輪型線包含熱力學需求的參數(shù)，包括進氣凸輪型線的開啟角、關閉角、進氣凸輪型線的包角、基圓直徑，這種凸輪型線還同時包含氣門機構的運動學、 動力學需求的參數(shù)，包括進氣凸輪型線的最大落座速度、進氣凸輪型線最大加速度、最大速度、桃尖處的曲率半徑。這種進氣凸輪型線通過發(fā)動機熱力學計算確定發(fā)動機凸輪型線的包角和氣門升程為輸入，再結合配氣機構的運動學和動力學，設計一款發(fā)動機的進氣凸輪型線，利用這種凸輪型線來滿足增壓發(fā)動機的進氣形狀的要求，主要是滿足進氣氣流進入發(fā)動機汽缸的渦流與滾流之比，保證發(fā)動機性能的進氣需求，使發(fā)動機缸內(nèi)燃燒更加充分， 提高發(fā)動機的性能和燃油經(jīng)濟性，怠速穩(wěn)定性。具體是在一款普通自然吸發(fā)動機氣升級到渦輪增壓發(fā)動機上實現(xiàn)，通過熱力學和配氣機構的運動學、動力學計算，設計一款滿足渦輪增壓發(fā)動機的進氣凸輪型線，滿足渦輪增壓發(fā)動機的進氣需求。本實用新型通過計算，設計的凸輪型線滿足渦輪增壓發(fā)動機的進氣需求，同時也滿足該發(fā)動機配氣機構運動學、動力學的需求。解決了增壓發(fā)動機進氣的需求，為提高發(fā)動機的性能奠定了關鍵的基礎。渦輪增壓汽油發(fā)動機在低速(1500r/min-1700r/min)時要求發(fā)動機輸出峰值的扭矩，此時渦輪器發(fā)揮不夠，增壓比未達到額定比值，但是需要進氣流以滾流的形狀進入汽缸來滿足燃燒，使發(fā)動機輸出更大的扭矩；在發(fā)動機高速運轉時，需要發(fā)動機輸出更高的功率，此時渦輪器正常發(fā)揮，增壓比達到額定比值，也需要發(fā)動機有合適的進氣氣流形狀(滾流)來滿足燃燒的需求，使發(fā)動機輸出更高的功率。不同工況下發(fā)動機需要的進氣氣流形狀不同，解決的辦法是通過合理的設計進氣凸輪型線的包角、進氣凸輪型線的開啟角、進氣凸輪型線的關閉角、進氣凸輪型線的升程等參數(shù)來實現(xiàn)，同時再結合配氣機構的運動學與動力學的計算，設計滿足渦輪增壓汽油發(fā)動機的進氣凸輪型線，利用合理的設計解決復雜的問題，本實用新型設計的進氣凸輪型線加工容易、工藝性很好，使凸輪軸批量生產(chǎn)有很強的成本優(yōu)勢、技術優(yōu)勢。
以下結合附圖，對本實用新型作進一步詳細說明。如圖1所示，在一個示例性的實施例中，提供一種渦輪增壓汽油發(fā)動機進氣凸輪， 其具有進氣凸輪型線1，進氣凸輪包括基圓部分和凸輪桃部分，基圓部分的中心與凸輪桃部分的徑向中心重合，其中，凸輪桃部分的型線依次包括凸輪開啟緩沖段4、凸輪主升程段 5、凸輪主關閉段7和凸輪關閉緩沖段8，其中，基圓部分的直徑2為40mm-44mm，優(yōu)選地為 42mm ；凸輪型線的最大升程10為7. 3mm_8. 8mm，優(yōu)選地為8. 51mm，且凸輪桃部分的包角11 為118° -146°，優(yōu)選地為134°。根據(jù)本實用新型的優(yōu)選實施例，凸輪開啟緩沖段4的包角為14° -20°，優(yōu)選地為 14.5° ；凸輪主升程段5的包角為45° -53°，優(yōu)選地為51. 5° ；凸輪主關閉段7的包角為 45° -53°，優(yōu)選地為52° ；且凸輪關閉緩沖段8的包角為14° -20°，優(yōu)選地為16°。本實用新型的凸輪桃部分的桃尖曲率半徑6為4. 2mm-4. 7mm，優(yōu)選地為4. 52mm。本實用新型還提供一種渦輪增壓汽油發(fā)動機凸輪軸，其具有如上所述的進氣凸輪。而且，本實用新型還提供一種渦輪增壓汽油發(fā)動機，其具有如上所述的凸輪軸。在渦輪增壓汽油發(fā)動機中，凸輪的開啟角3優(yōu)選地為355° -375°曲軸轉角，更優(yōu)選地為371° 曲軸轉角；且凸輪的關閉角9優(yōu)選地為585° -605°曲軸轉角，更優(yōu)選地為599. 5°曲軸轉[0037]本實用新型通過合理設計凸輪型線的參數(shù)來滿足渦輪增壓發(fā)動機的進氣需求，同時解決了用渦輪增壓技術來提高發(fā)動機性能對進氣氣流形狀要求的難題。通過采用上述參數(shù)，設計凸輪型線的包角、凸輪型線的開啟角、凸輪型線的關閉角、凸輪型線的升程等參數(shù)，同時再結合配氣機構的運動學與動力學的計算，設計滿足渦輪增壓汽油發(fā)動機的進氣凸輪型線，解決了采用渦輪增壓技術提高發(fā)動機性能對進氣氣流形狀要求的難題，使發(fā)動機的升功率、升扭矩極大的提高，同時還降低了發(fā)動機的比油耗，極大地提高了發(fā)動機的市場競爭力。以上參照附圖說明了本實用新型的優(yōu)選實施例，本領域技術人員不脫離本實用新型的范圍和實質(zhì)，可以有多種變型方案實現(xiàn)本實用新型。以上僅為本實用新型較佳可行的實施例而已，并非因此局限本實用新型的權利范圍，凡運用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效變化，均包含于本實用新型的權利范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種渦輪增壓汽油發(fā)動機進氣凸輪，包括基圓部分和凸輪桃部分，所述基圓部分的中心與所述凸輪桃部分的徑向中心重合，其特征在于，所述凸輪桃部分的型線依次包括凸輪開啟緩沖段G)、凸輪主升程段(5)、凸輪主關閉段(7)和凸輪關閉緩沖段(8)，其中，所述基圓部分的直徑(2)為40mm-44mm，凸輪型線的最大升程(10)為7. 3mm_8. 8mm，且所述凸輪桃部分的包角(11)為118° -146°。
2.根據(jù)權利要求1所述的渦輪增壓汽油發(fā)動機進氣凸輪，其特征在于，所述基圓部分的直徑為42mm，所述凸輪型線的最大升程為8. 51mm，且所述凸輪桃部分的包角為134°。
3.根據(jù)權利要求1所述的渦輪增壓汽油發(fā)動機進氣凸輪，其特征在于，所述凸輪開啟緩沖段的包角為14° -20°，所述凸輪主升程段(5)的包角為45° -53°，所述凸輪主關閉段⑵的包角為45° -53°，且所述凸輪關閉緩沖段⑶的包角為14° -20°。
4.根據(jù)權利要求3所述的渦輪增壓汽油發(fā)動機進氣凸輪，其特征在于，所述凸輪開啟緩沖段的包角為14.5°，所述凸輪主升程段(5)的包角為51. 5°，所述凸輪主關閉段 (7)的包角為52°，且所述凸輪關閉緩沖段(8)的包角為16°。
5.根據(jù)權利要求1所述的渦輪增壓汽油發(fā)動機進氣凸輪，其特征在于，所述凸輪桃部分的桃尖曲率半徑(6)為4. 2mm-4. 7_。
6.根據(jù)權利要求5所述的渦輪增壓汽油發(fā)動機進氣凸輪，其特征在于，所述凸輪桃部分的桃尖曲率半徑(6)為4. 52mm。
7.一種渦輪增壓汽油發(fā)動機凸輪軸，其特征在于，具有如上述權利要求中任一項所述的進氣凸輪。
8.一種渦輪增壓汽油發(fā)動機，其特征在于，具有如權利要求7所述的凸輪軸。
9.根據(jù)權利要求8所述的渦輪增壓汽油發(fā)動機，其特征在于，所述凸輪的開啟角(3)為 355° -375°曲軸轉角，且所述凸輪的關閉角(9)為585° -605°。
10.根據(jù)權利要求9所述的渦輪增壓汽油發(fā)動機，其特征在于，所述凸輪的開啟角(3) 為371°曲軸轉角，且所述凸輪的關閉角(9)為599.5°曲軸轉角。
專利摘要本實用新型提供一種渦輪增壓汽油發(fā)動機進氣凸輪，以及具有該進氣凸輪的凸輪軸，還提供一種具有所述凸輪軸的渦輪增壓汽油發(fā)動機。該進氣凸輪包括基圓部分和凸輪桃部分，基圓部分的中心與凸輪桃部分的徑向中心重合，其中，凸輪桃部分的型線依次包括凸輪開啟緩沖段(4)、凸輪主升程段(5)、凸輪主關閉段(7)和凸輪關閉緩沖段(8)，其中，基圓部分的直徑(2)為40mm-44mm，凸輪型線的最大升程(10)為7.3mm-8.8mm，且凸輪桃部分的包角(11)為118°-146°。本實用新型解決了采用渦輪增壓技術提高發(fā)動機性能對進氣氣流形狀要求的難題，使發(fā)動機的升功率、升扭矩極大的提高，同時還降低了發(fā)動機的比油耗，極大地提高了發(fā)動機的市場競爭力。
文檔編號F01L1/08GK202202909SQ20112020642
公開日2012年4月25日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權日2011年6月17日
發(fā)明者張著云 申請人:廣州汽車集團股份有限公司