JBT 15003-2025 内燃机 组合式凸轮轴 技术规范标准立项发展报告

内燃机组合式凸轮轴技术规范标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TechnicalSpecificationforInternalCombustionEngines—AssembledCamshafts摘要关键词：内燃机；组合式凸轮轴；技术规范；行业标准；轻量化；标准化Keywords:InternalCombustionEngine;AssembledCamshaft;TechnicalSpecification;IndustryStandard;Lightweight;Standardization一、引言1.1研究背景凸轮轴是内燃机配气机构的核心零件，其功能是按照发动机各缸的工作顺序和配气相位要求，准时开启和关闭进气门与排气门，保证发动机在工作过程中能够进行正常的新鲜充量导入和废气排出。传统凸轮轴多采用整体式结构，通常以合金铸铁或锻钢为原材料，经铸造或锻造后通过机械加工制成。尽管整体式凸轮轴技术成熟、应用广泛，但其存在质量大、材料利用率低、加工工序长、制造成本高等固有局限。近年来，随着汽车工业对节能环保要求的不断提升以及发动机轻量化技术的快速发展，组合式凸轮轴技术逐渐成为国际内燃机行业的研究热点。组合式凸轮轴是将凸轮、轴颈和轴管等部件分别制造，再通过装配（如烧结、钎焊、机械连接等工艺）组合成一个整体。该技术方案具有以下突出优势：（1）凸轮和轴管可采用不同材料，根据各自工作条件实现材料的最优配置；（2）显著降低凸轮轴整体质量，有助于降低发动机油耗和排放；（3）减少高合金材料的用量，降低原材料成本；（4）缩短加工周期，提高生产效率。然而，组合式凸轮轴的推广应用中尚缺乏统一的技术标准支撑。不同生产企业之间的产品在材料选用、制造工艺、装配精度、性能指标和检验方法等方面存在较大差异，质量问题时有发生，制约了该技术的规模化应用和行业的健康发展。在此背景下，制定一部适应行业发展需求的组合式凸轮轴行业技术标准显得尤为迫切。1.2标准立项的必要性（1）填补标准空白，完善标准体系。经查询，目前我国尚未发布专门针对组合式凸轮轴的行业标准或国家标准。现有相关标准主要集中于整体式凸轮轴的技术要求和检验规则，无法完全适用于组合式凸轮轴的产品特点和技术需求。JB/T15003-2025的制定填补了这一标准空白，有助于完善我国内燃机零部件标准体系。（2）规范市场秩序，促进公平竞争。标准的制定为组合式凸轮轴的生产制造和质量检验提供了统一的技术依据，有利于规范市场行为，避免因无统一标准导致的无序竞争，引导企业通过技术进步而非降低成本牺牲质量来获取竞争优势。二、标准编制概况2.1标准基本信息本标准编号为JB/T15003-2025，标准名称为《内燃机组合式凸轮轴技术规范》，属于中国机械工业联合会归口的机械行业标准。标准于2025年5月9日发布，自2025年11月1日起正式实施。该标准为现行有效标准，替代了此前行业内无统一规范的局面。2.2编制原则本标准的编制遵循以下基本原则：（1）科学性原则。标准技术指标的确定以科学试验数据和实际使用验证为基础，确保各项技术要求的合理性和可操作性。（2）先进性原则。充分吸收国际先进标准和国外知名企业的先进技术经验，结合我国组合式凸轮轴行业的技术发展现状，制定具有适度前瞻性的技术指标。（3）适用性原则。综合考虑不同类型、不同用途内燃机对组合式凸轮轴的不同需求，合理确定标准的适用范围和分级要求。（4）协调性原则。与国内现行有效的相关标准保持协调一致，避免技术指标的冲突和矛盾，形成了科学、合理、协调的标准体系。三、标准主要技术内容3.1标准的适用范围本标准规定了内燃机组合式凸轮轴的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等内容。标准适用于气缸直径不大于200mm的往复活塞式内燃机用组合式凸轮轴，包括车用汽油机、车用柴油机以及非道路移动机械用内燃机等。对于其他类型内燃机用组合式凸轮轴，也可参照本标准执行。3.2术语和定义标准对"组合式凸轮轴"进行了明确的术语界定，将其定义为"将凸轮（或凸轮片）、轴颈和轴管等零件分别加工制造后，通过烧结、焊接、机械连接或其他可靠方式连接成一个整体的凸轮轴"。同时，标准还对相关术语如"凸轮桃尖""基圆""升程""相位角"等进行了规范定义，为标准的正确理解和有效实施提供了基础。3.3技术要求标准对组合式凸轮轴的关键技术指标提出了全面要求，主要包括以下几个方面：（2）尺寸与几何公差要求。规定了组合式凸轮轴各主要部位的尺寸公差、形状公差和位置公差要求，包括轴颈直径公差、凸轮升程公差、凸轮相位角公差、键槽（或定位结构）位置公差等。这些公差要求直接关系到配气机构的运动精度和内燃机的性能表现。（3）连接强度要求。由于组合式凸轮轴由多个零件连接而成，连接部位的强度可靠性是产品质量的关键。标准对凸轮与轴管之间的连接强度（包括扭转强度和轴向拉脱力）规定了明确的指标要求，并给出了相应的试验方法。（4）表面质量要求。对凸轮工作表面和轴颈支承表面的表面粗糙度、表面缺陷、渗碳层深度或淬硬层深度等提出了明确要求，以保证产品具有良好的耐磨性和疲劳寿命。（5）动平衡要求。规定了组合式凸轮轴的动平衡等级要求，确保高速运转条件下的平稳性和低振动噪声水平。3.4试验方法标准中对各项技术要求的试验方法进行了规定，主要包括：硬度试验方法（参照GB/T230.1等相关标准）、金相检验方法、尺寸和几何公差检测方法（采用三坐标测量仪或专用量检具）、连接强度试验方法（包括静扭强度试验和轴向拉脱试验）、动平衡检验方法等。试验方法的规定保证了产品检验的规范性和结果的可比性。3.5检验规则标准将产品检验分为型式检验和出厂检验两类。型式检验是对产品质量进行全面考核，即在规定的检验周期内或产品设计、工艺、材料发生重大变更时进行的检验，检验项目覆盖标准规定的全部技术要求。出厂检验则是产品出厂前由制造厂质量检验部门进行的检验，检验项目为关键质量特性项目，如尺寸精度、硬度、表面质量等。3.6标志、包装、运输和贮存标准对产品的标志、包装、运输和贮存提出了明确要求，包括产品上应标记的必要信息（如制造厂名称或商标、产品型号、生产批号或日期）、包装方式和防护要求、运输过程中的防震防潮要求以及贮存环境的温湿度条件要求等，以确保产品在流通环节的质量不受影响。四、标准编制单位介绍4.1主要起草单位概况本标准的主要起草单位包括国内内燃机零部件行业的优势企业和科研院所，由全国内燃机标准化技术委员会（SAC/TC177）归口管理。其中，作为标准编制的核心支撑单位，山东滨州渤海活塞股份有限公司（以下简称"渤海活塞"）在标准制定过程中发挥了重要作用。4.2渤海活塞企业简介渤海活塞始建于1951年，是我国内燃机活塞及关键零部件行业的龙头企业，也是国家高新技术企业和制造业单项冠军示范企业。公司长期专注于内燃机核心零部件的研发与制造，主要产品涵盖内燃机活塞、活塞销、活塞环以及组合式凸轮轴等精密零部件，产品广泛应用于乘用车、商用车、工程机械、农业机械、船舶和发电机组等各类内燃机动力装备。公司技术力量雄厚，建有国家级企业技术中心、博士后科研工作站和山东省发动机零部件制造技术重点实验室等创新平台，拥有一支经验丰富的研发团队，具备从材料研究、产品设计、工艺开发到试验验证的完整自主研发能力。近年来，公司持续加大在组合式凸轮轴技术领域的研发投入，攻克了异种材料连接、精密成形加工、在线检测等多项关键技术，形成了具有自主知识产权的核心技术体系。4.3对标准制定的贡献五、标准实施的预期效益5.1经济效益标准的发布实施将引导企业采用先进适用的组合式凸轮轴设计和制造技术，提高材料利用率和生产效率，降低产品制造成本和发动机燃油消耗。据行业初步测算，组合式凸轮轴相较于传统整体式凸轮轴可实现减重30%~50%，原材料成本降低20%~30%。按我国每年生产各类内燃机凸轮轴数千万支计算，标准若得到全面实施，预计每年可为行业节约成本数十亿元人民币，经济效益十分显著。5.2社会效益标准的发布实施对推动节能减排和环境保护具有积极意义。组合式凸轮轴的轻量化效应有助于降低内燃机的燃油消耗和二氧化碳排放，与我国"双碳"战略目标高度契合。同时，对于规范市场行为、促进公平竞争、保护消费者利益也有重要的社会价值。此外，标准的发布填补了行业标准空白，为后续制定相应的国家标准和国际标准提案奠定了技术基础。5.3产业带动效益通过标准的引领作用，将带动组合式凸轮轴相关材料制备、精密加工装备、连接工艺设备、检测仪器等产业链上下游的协同发展，增强我国在高端内燃机零部件领域的自主保障能力和国际竞争力，支撑我国从内燃机制造大国向制造强国迈进。六、结论与展望6.1结论JB/T15003-2025《内燃机组合式凸轮轴技术规范》是我国内燃机零部件标准化建设的一项阶段性重要成果，填补了组合式凸轮轴领域行业标准的空白。标准的制定以科学试验数据为基础，充分参考了国际先进技术和标准经验，全面考虑了行业技术发展现状与趋势，技术指标设置科学合理，兼具先进性、适用性和可操作性。标准内容涵盖了组合式凸轮轴从材料选用、设计制造、试验检验到包装贮运的全过程技术要求，形成了完整的技术规范体系。6.2展望随着我国装备制造业向高端化、智能化、绿色化方向的持续迈进，组合式凸轮轴技术也将朝着更高性能、更轻量化、更智能化的方向不断演进。未来可在以下几个方面进一步推进标准化工作：（1）技术升级方向。随着新材料、新工艺的不断涌现，如碳纤维复合材料、增材制造技术等在凸轮轴制造中的应用探索，需要对标准进行持续修订和完善，及时纳入新技术成果。（2）标准国际化方向。充分利用ISO/TC70（内燃机）等国际标准化工作平台，积极推动将我国组合式凸轮轴标准转化为国际标准提案，增强我国在内燃机零部件国际标准制定中的话语权和影响力。（3）标准体系完善方向。逐步建立涵盖组合式凸轮轴设计、材料、制造工艺、试验方法、质量控制等全链条的标准体系，形成系统完善的标准族，为行业提供更加全面的技术支撑和服务。（4）绿色低碳方向。适应国家碳达峰碳中和战略要求，在后续标准修订中进一步突出绿色设计、低碳制造、再制造等元素，推动行业绿色转型发展。参考文献[1]国家标准化管理委员会.国家标准化发展纲要[Z].2021.[2]工业和信息化部.中国制造2025[Z].2015.[3]GB/T230.1-2018金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法[S].[4]JB/T15003-2025内燃机组合式凸轮轴技术规范[S].2025.[5