汽车凸轮轴行业深度调研与发展趋势预测研究

凸轮轴是活塞发动机里的一个部件。它的作用是控制气门的开启和闭合动作。虽然在四冲程发动机里凸轮轴的转速是曲轴的一半(在二冲程发动机中凸轮轴的转速与曲轴相同)，不过通常它的转速依然很高，而且需要承受很大的扭矩，因此设计中对凸轮轴在强度和支撑方面的要求很高，其材质一般是优质合金钢或合金钢。由于气门运动规律关系到一台发动机的动力和运转特性，因此凸轮轴设计在发动机的设计过程中占据着十分重要的地位。

据悉，欧洲研究人员现在创造出了一种塑料凸轮轴模块，不仅能够大幅降低机身重量，而且还具备诸多优点。

这款新模块并没有采用常见的压铸铝，而是由纤维增强的热固性聚合物制成的。成品的凸轮轴模块确实比同类铝制产品更轻。考虑到它位于发动机的顶部，这是一个特别重要的考虑因素，因为它不仅降低了发动机的总重量，还降低了发动机的重心。

此外，据说，塑料模块在吸收噪音振动方面比铝制产品更好，制造时需要的能量更少，生产时使用的模具寿命更长，而且在铸造过程完成后，所需的精加工工作也更少。更重要的是，它可以一体式生产，减少了装配时间。

纤维强化热固性聚合物的硬度只有铝的四分之一，尽管凸轮轴模块的设计声称是为了弥补这一缺陷。据报道，在经过600小时的台架测试后，其中一个原型机 "在最先进的内燃机中表现出了完美无瑕的功能"。

汽车凸轮轴行业深度调研

凸轮轴是发动机的关键零件之一，凸轮轴桃尖部位的硬度和白口层深度是决定凸轮轴使用寿命和发动机效率的关键技术指标。在保证凸轮有足够高的硬度和相当深的白口层的前提下，还应考虑轴颈不出现较高的碳化物，使其具有较好的切削加工性能。

国内外生产凸轮轴的主要方法有：采用钢质锻造毛坯经切削加工后，凸轮桃尖部分经高频淬火形成马氏体层的工艺。20世纪 70年代末，德国和法国相继开发了凸轮轴氩弧重熔新工艺;另有以美国为主的可淬硬铸铁凸轮轴;以日本和法国为主的冷硬铸铁凸轮轴;以及凸轮部位用 Cr-Mn-Mo 合金涂料进行铸件表面合金化的生产工艺等。

作为优化整个气门驱动系统的基本要素, 组合式凸轮轴的发展正成为趋势。组合式凸轮轴由精密钢管和装配于其上的凸轮节组成, 而凸轮节的材料可以是钢或粉末金属材料。

随着汽车轻量化发展, 凸轮轴向轻量化、功能高度集中和低成本方向发展, 装配凸轮轴的优势逐渐被人们认可和接受。

市场上目前正在大力开发应用复合材料, 例如陶瓷材料等制造凸轮轴。马勒公司正在进行组合式凸轮轴的扩展功能研发。比如燃油泵启动件和传感器组件的集成也日渐受到青睐。日凸轮轴上进气口或出气口凸轮节的同步可通过马勒阳因嵌套式凸轮轴来实现。

想要了解更多汽车凸轮轴行业的发展前景，请查阅《2021-2026年中国汽车凸轮轴行业深度调研与发展趋势预测研究报告》。