本文针对双凸起排气凸轮轴在发动机工程中的应用进行相应研究，从副凸起对发动机可能存在的影响进行相应的理论分析，根据相应的分析结果，应用实际案例进行详细计算，并最终完成对该技术工程应用可行性的评估。

排气副凸轮设计是指在内燃机的压缩冲程的开始阶段驱动排气门打开以排出一部分未燃烧的空气，以达到高的膨胀比及冷却排气道的目的。另外，利用排气管内的高压时段的压力波进行废气重吸，排气管中的废气在进气行程也可重新返回气缸。但是排气门二次开启时刻及持续时间如何定义是需要考虑的，排气副凸轮相位由其工作段持续角和开启时刻决定。持续角指凸轮工作段所对应的凸轮轴转角，副凸轮持续角标志着排气门二次开启持续的时间，直接关系到再次进入气缸的废气量；而主、副凸轮的间隔角决定排气门二次开启的时刻，直接影响着废气回流时机的选择。

基于以上的理论基础，我们对于目前的发动机产品进行该技术的可行性研究，以期能达到良好的运用效果。

可行性分析过程

针对以上的设计思路，首先对目前的机型进行了调查分析，主要对2款直喷柴油机，1款直喷汽油机及1款MPI汽油机的缸内压力及进排气道压力进行对比（见图1～图4）。
从以上四个机型对比发现在一缸压缩冲程开始阶段到排气冲程阶段三者的大小关系都是：缸压＞排气道压力＞进气道压力，若在压缩冲程开始阶段到排气冲程开始阶段打开排气副凸起，则缸内空气会被压回进气道而非从排气道排出，这时会增加残余废气及EGR率，使动力性及经济性下降。

当进气关闭而排气副凸起还开启时缸内空气才会从排气门排出。对气道喷射发动机来说，压缩冲程的缸内气体全部是油气混合气，所以不适合气道喷射类型发动机。对直喷发动机来说存在预喷过程，预喷大致在上止点前几十度曲轴转角，如果此阶段打开排气副凸起会将油气压回，所以副凸起应该设置在进气门关闭及预喷前的阶段内。

方案建立

为此，以某直喷发动机搭建整机模型，图5是该发动机的热力学计算模型。环境气体从边界SB1吸入，通过管1到空滤器CI1，再通过管2进入涡轮增压器，出来再通过管3导向中冷器CO1，再经连接管8进入节气门R1。管9和16为节气门后连接管路，进气歧管用PL1代替。管18～25代表进气道，通过气道将气引到气缸C1～C4。考虑排气歧管短，将排气歧管和排气道简化成10～15的管路，交汇处通过接头J1、J2、J3 连接，通过J2经管26连接到涡轮机上，再通过管道5连到催化器Cat1。通过管6、7、12和谐振腔PL2、PL3，模拟排气系统的管路和消声器，最后通向大气边界SB2。

首先对该模型进行了相应的标定工作，在模型达到精度要求的情况下，建立了几种副凸起的方案进行计算研究：

方案一：最大升程1mm，包角40°曲轴转角，起始角610°曲轴转角；

方案二：最大升程1mm，包角60°曲轴转角，起始角610°曲轴转角；

方案三：最大升程1mm，包角80°曲轴转角，起始角610°曲轴转角；

方案四：最大升程1mm，包角100°曲轴转角，起始角610°曲轴转角；

方案五：最大升程1mm，包角120°曲轴转角，起始角610°曲轴转角；

方案六：最大升程2mm，包角40°曲轴转角，起始角610°曲轴转角；

方案七：最大升程2mm，包角60°曲轴转角，起始角610°曲轴转角；

方案八：最大升程2mm，包角80°曲轴转角，起始角610°曲轴转角；

计算结果

通过热力学数值分析，从所有建立的八个方案对比来看，缺点的恶化度大于优点的贡献度，会导致发动机进气量减少，发动机的动力性和经济性均呈现下降趋势，新鲜空气量减小，对于越来越严格的排放法规来说，牺牲过量空气系数会使排放变差是不可取的。因为从理论和数据分析上都不具有可操作性，不建议进一步试验研究。

结语

相对传统排气凸轮轴，在一个圆周上设置了两个排气凸轮段，在压缩开始阶段打开排气门副凸起会减小压缩功；有效压缩比减小，膨胀比增加，对性能有一定的改善，但因此也会引起不良情况，对气道喷射发动机，油气混合气会从排气道排出，发动机动力性下降，油耗上升；对直喷发动机，因为目前多采用两次甚至多次喷射，即在进气和压缩阶段都有燃油喷射过程，若在压缩开始阶段打开排气门，会导致部分燃油及空气直接排出，致使油耗上升，过量空气系数降低，排放变差。