[发明专利]一种发动机凸轮轴及有该发动机凸轮轴的发动机工作方法

权利要求书

1.一种发动机凸轮轴，包括凸轮轴主体、控制进气阀的排气凸轮和控制进气阀的进气凸轮，排气凸轮和进气凸轮设在凸轮轴主体上；其特征在于，排气凸轮的排气行程段和进气凸轮的进气行程段相对设置一定的重叠角度，排气凸轮的排气行程段和进气凸轮的进气行程段的所述重叠角度小于或等于90度。

2.根据权利要求1所述的一种发动机凸轮轴，其特征在于：凸轮轴主体、排气凸轮和进气凸轮一体成型。

3.根据权利要求1所述的一种发动机凸轮轴，其特征在于：排气凸轮和进气凸轮的形状构造符合多项式：y=ax⁵+bx⁴+cx+k，x为曲轴转角，y为凸轮升程，a、b、c和k为根据缸径、冲程长短、曲轴转速和燃烧系统不同而设定的常数。

4.具有权利要求1所述的一种发动机凸轮轴的发动机工作方法，其过程包括：

扫气/换气行程：在活塞在下止点上升过程中，凸轮轴转动将进气门阀和排气门阀打开将空气和汽油或柴油进入发动机的汽缸且在汽缸内混合成可燃混合气，与此同时进行扫气和换气，扫气/换气时间的重叠角度小于或等于90度曲轴转角；

压缩行程：凸轮轴转动将进气门阀和排气门阀关闭，停止扫气/换气行程，活塞继续上升将汽缸内的可燃混合气压缩至燃烧室内，直至活塞上升到上止点；

膨胀行程：当活塞接近上止点时，由火花塞点燃燃烧室内的可燃混合气，高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，并通过曲轴对外输出机械能，而且膨胀行程是压缩行程的2倍，之后再重新进行扫气/换气行程。

5.根据权利要求4所述的具有权利要求1所述的一种发动机凸轮轴的发动机工作方法，其特征在于：曲轴和凸轮轴的转速比是1:1。

6.根据权利要求4所述的具有权利要求1所述的一种发动机凸轮轴的发动机工作方法，其特征在于：发动机为柴油发动机时，燃烧室的空间体积与实际压缩行程经过的空间体积之比为1:15~22；发动机为汽油发动机时，燃烧室的空间体积与实际压缩行程经过的空间体积之比为1:6~11。

7.根据权利要求4所述的具有权利要求1所述的一种发动机凸轮轴的发动机工作方法，其特征在于：具有该发动机凸轮轴的发动机为柴油发动机；在活塞由下止点上升过程中，则该凸轮轴的进气凸轮和排气凸轮将进气门阀和排气门阀同时打开，空气被扫入发动机的汽缸内且将在汽缸内的废气经排气阀扫出外界；活塞上升到冲程一半行程时，进气门阀和排气门阀同时关闭；活塞继续上升到上达点附近，柴油机的燃油系统向汽缸内高压喷出柴油，与空气混合成可燃混合气，同时进行膨胀冲程；期间的进行扫气和换气的重叠角度等于或小于90度曲轴转角。

8.根据权利要求4所述的具有权利要求1所述的一种发动机凸轮轴的发动机工作方法，其特征在于：具有该发动机凸轮轴的发动机为汽油发动机；在活塞由下止点上升过程中，则该凸轮轴的进气凸轮和排气凸轮将进气阀门和排气阀门在不同时间分别打开，排气阀门提前10度曲轴转角的时间在下止点前打开，部分废气经排气阀扫出外界；活塞上升到冲程3/4行程时，进气阀门打开，排气阀门保持打开，进气阀门和排气阀门同时打开的曲轴转角的重叠角度为30度曲轴转角；此时，进气门阀和排气门阀同时打开，可燃混合气被扫入发动机的汽缸内且将在汽缸内的剩余部分废气扫出外界，完成了扫气/换气过程；活塞上升到冲程一半行程时，进气阀门和排气阀门同时关闭，活塞继续上升到上达点附近，汽油机的燃油点火系统启动点火程序，将可燃混合气点燃，同时进行膨胀冲程。