发动机凸轮轴

凸轮轴行业研究报告

一、凸轮轴产品介绍

（一）凸轮轴的定义与功能凸轮轴是活塞发动机里的一个部件，装有一个或多个

凸轮的轴。

凸轮轴是属于发动机的配气机构，配气机构是保证发动机在工作中定时将新鲜的可

燃混合气体充入气缸，并及时将燃烧后的废气排出气缸的机构。它由进气门，排气门，

气门挺杆，挺柱，摇臂，凸轮轴等组成，其中凸轮轴因其横截面形状近似桃子，又称桃

子轴或偏心轴，是配气机构中的驱动件，专门驱动气门按时开启和关闭。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。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，其材质一般是特种铸铁，

偶尔也有采用锻件的。各种车型发动机的凸轮轴的结构大同小异，主要差别在于安装的

位置、凸轮的数目和形状尺寸不尽相同，特别是凸轮轴的安装位置，被列为区别发动机

构造和性能的重要标志。（资料来源:《机床

百科》、百度百科）

（二）凸轮轴的重要性缸体、缸盖、曲轴、连杆、凸轮轴是公认的内燃机的五大

核心零部件，每个发动机要配备1-2个凸轮轴。凸轮轴可用于汽车、火车、船舶、摩托

车等多个领域。

轿车发动机按照顶置凸轮轴的数目，分为单顶置凸轮轴（SOHC和双顶置凸轮轴

（DOHC）由于中高档轿车发动机一般是多气门及V型气缸排列，需采用双凸轮轴分别

控制进排气门，因此双顶置凸轮轴被不少名牌发动机所采用。由于凸轮轴的安装方式直

接涉及到整台发动机的构造和性能，因此，顶置凸轮轴也和多气门一样，被

视为衡量轿车发动机的一项重要的标志，列入了轿车技术规格表中。（资料来源:《机

床百科》）

目前相关上市公司分别有以曲轴为主营业务的天润曲轴（002283）、以连杆为主

营业务的西仪股份（002265）、以凸轮轴为主营业务的禾嘉股份（600093）。

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其中禾嘉股份（600093）的凸轮轴主营业务系2004年资产置换进入上市公司

的。

（三）凸轮轴的生产技术凸轮桃尖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。

目前，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。（资料来源:百度百科）

总体上来讲，凸轮轴具有一定的技术含量，其关键技术在于凸轮形状的设计。从曲

轴、连杆、凸轮轴三者的技术含量来看，凸轮轴的技术含量要高于连杆，而曲轴的技术

含量要大大高于凸轮轴。（资料来源:发动机研究人员描述）结论:从凸轮轴的产品属

性来看，凸轮轴具有一定的技术含量，是技术、工艺上可以不断进行适应性改进的产

品。凸轮轴是内燃机的五大核心零部件之一，是每个发动机必备的部件，产品的功能属

性决定了其市场容量较大。

二、行业管理及政策

（一）行业归属

凸轮轴是发动机的核心零部件，属于内燃机配件行业。本行业的宏观主管部门是国

家发展和改革委员会，行业协会为中国内燃机工业协会进排气机构分会。

(二)行业政策

1、《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》以装备制造业振兴为契机，带动

相关产业协调发展。鼓励重大装备制造企业集团在集中力量加强关键技术开发和系统集

成的同时，通过市场化的外包分工和社

”方向发展，形成若会化协作，带动配套及零部件生产的中小企业向“专、精、特

干各有特色、重点突出的产业链。

2、《产业结构调整指导目录(2011年本)》根据该目录，耐高低温、耐腐蚀、耐磨

损精密铸锻件为鼓励类，新建普通铸

2

锻件项目为限制类。

3、《汽车产业发展政策》

2009年8月15日，工信部联合国家发改委发布《汽车产业发展政策》，明确将要

培育一批有比较优势的零部件企业，实现规模生产并进入国际汽车零部件采购体系，积

极参与国际竞争。

(1)汽车零部件企业要适应国际产业发展趋势，积极参与主机厂的产品开发工作。

在关键汽车零部件领域要逐步形成系统开发能力，在一般汽车零部件领域要形成先进的

产品开发和制造能力，满足国内外市场的需要，努力进入国际汽车零部件采购体系。

(2)对能为多个独立的汽车整车生产企业配套和进行国际汽车零部件采购体系的零

部件生产企业，国家在技术引进、技术改造、融资等方面予以优先扶持。

4、《汽车产业调整振兴规划》

2009年1月14日，国务院审议通过《汽车产业调整振兴规划》，提出要“扩大汽

车消费，优化产业结构和产品结构，促进我国汽车工业健康发展。在汽车零部件领域要

力争实现关键零部件技术的自主化”。

5、内燃机是目前我国移动机械类产品主要的燃烧排污源，同时也是实施节能减排最

具挖掘潜力空间的产品，节能减排效果最直观。因此，降低内燃机油耗和利用替代燃料

方面的研究，将成为“十二五”乃至更长时期工作的核心，内燃机节能将贯穿从科研开

发到产业应用的各个环节中。“十二五”期间，内燃机行业的增速目标将会在8%左

右，行业效益率增长幅度则应达到10%,15%。（资料来源:《内燃机工业综合动态》

2010年第九期）

6、乘用车强制节能减排四个阶段

作为汽车工业主管部门，工信部把汽车节能作为行业管理的重要内容，采取包括汽

车燃料消耗量标示、提高汽车燃料消耗量限值标准、鼓励汽车节能技术研发和技术改造

等一系列政策措施，加快节能和新能源汽车发展，实现我国汽车工业

可持续发展。

在燃料消耗量限值标准中，我国从2005年开始执行《乘用车燃料消耗量限值标准

（第一、二阶段）》，并将在2012年导入、2015年全面实施《乘用车燃料消耗量

限值标准（第三阶段）》，阶段目标比二阶段再下降20%左右，达到6.9L/100km。

3

2020年实施国家第四阶段机动车排放标准，等效于欧洲的“欧?标准”，第四

阶段将在三阶段的基础上下降到5L/100km。从“国一标准”到“国四标准”，机动车

单车排放累计将降低97%以上。

与此相应，各行业对内燃机在“节能、环保、绿色、高效”等方面的技术要求越来

越高。而要减少汽车尾气污染，除了提高油品外，汽车零部件的设计、加工等方面下功

夫对于汽车的整体节能效果起着很关键的作用。

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结论:

1、从行业政策来看，凸轮轴行业与内燃机行业的发展高度正相关，公司的凸轮轴主

要是用于乘用车发动机。因此又与下游汽车行业的产业政策息息相关。目前我国汽车行

业的发展受到国家支持。

2、从行业政策的导向来看，是支持“专、精、特”、“节能、环保、绿色、高效”

的汽车发动机配套及零部件中小企业。因此产品的技术含量、工艺先进性是最基本的判

断依据。

3、从曲轴、连杆行业的龙头或领先企业均已于2008或2009年上市的事实来看，

凸轮轴细分行业上市不存在重大的政策障碍。

三、市场情况

（一）乘用车市场情况

近十年来，我国汽车产业持续快速发展，汽车产销量稳步增长。中国经济的持续增

长及伴随而来的固定资产投资持续上升、公路运输基础设施的改善、消费者购买力的增

强，使得过去几年尤其是自2002年以来中国汽车市场迅速发展。根据中国汽车工业协

会的资料，中国的汽车保有量从1995年开始以12.2%复合年增长率增长至2006年的

约4,985万辆，至2008年，中国汽车保有量已经达到约6,500万辆。2010年国内

汽车产量1826.99万辆，同比增长32.4%，其中乘用车产销1389.71万辆和1375.78

万辆，同比增长33.83%和33.17%，增幅较上年回落20.28个百分点和19.76个百分

点。而多功能乘用车、运动型多功能乘用车的产量增速分别高达79.89%、103.38%。

新产品产值快速增长，汽车行业贡献突出。2010年全行业完成新产品产值

27215.13亿元，同比增长33.07%。从贡献率上看，汽车行业对新产品产值增长贡献最

高，为52.14%。（资料来源:《内燃机工业综合动态》2011年第二期）

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（二）近7年机械工业生产、销售增速对比（月报口径）

2、近2年机械工业各行业总产值增长对照表

5

（资料来源:《内燃机工业综合动态》2011年第二期）

3、车用发动机市场情况根据中国汽车工业协会最新一期《中国汽车工业产销快

讯》的统计，2010年

1~12月，纳入统计范围的56家车用发动机企业，累计生产发动机1690.95万台，累

计销售发动机1702.59万台，与2009年同期相比分别增长27.44%和29.73%。

（资

料来源:《内燃机工业综合动态》2011年第二期）

）可比上市公司的经营情况（三

经查阅禾嘉股份（600093）的定期报告，其汽车配件（主要是凸轮轴）的

2008-2010年的营业收入分别为14,298.67万元、19,401.03万元、27,390.19万

元，毛利率分别为29.24%、27.97%、31.91%。

结论:虽然没有凸轮轴行业的具体市场数据，但根据凸轮轴与发动机、汽车产业的

高度相关性，可以合理判断凸轮轴行业市场情况较好。

四、行业与市场前景根据《内燃机行业“十二五”规划草案》，“十二五”期间，

内燃机行业的增速目标将会在8%左右，行业效益率增长幅度则应达到10%,15%。

（资料来源:《内

燃机工业综合动态》2010年第九期）由于与汽车的紧密联系，在行业发展趋势方

面除表现出一般零部件行业特点外，还表现出如下汽车零部件专有的特点和发展趋势:

(1)经过近十年的发展，我国汽车零部件产业在汽车工业中的比重正在逐年增加，制

造水平明显提高，部分企业已经具备自主开发和系统供货的能力，达到了为商用车配套

完整零部件体系、为轿车配套一般零部件体系的水平。但零部件产业在汽车工业中占

35%到36%的比重，相较于国际60%到70%水平仍然较低。

(2)零部件的全球采购。在世界经济一体化的背景下，国外汽车、发动机及零部件集

成供应商为了降低成本、获取最大利益，普遍采用零部件全球采购策略。近年来，中国

劳动力成本优势促使国外厂商不断扩大在我国的采购品种和采购量。中国汽车零部件出

口额2005年至今实现了快速增长。据相关资料预测，到2010年，世界汽车产品贸易

总额将达到1.2万亿美元，汽车业巨头将逐渐加大在发展中国家的采购比例，将达到

70%。

(3)为满足汽车行业不断地提高功率和降低排放的需要，特别是满足实施新排放法规

的需求，汽车新品频出，从而推动了汽车发动机及其零部件的更新换代。

(4)系统化设计、同步开发、模块化供货与零库存管理。零部件供应商在整车或主机

厂新产品开发伊始即启动整体匹配设计，主动派人参与新产品的同步开发。为提高汽车

业的效率、降低生产成本，模块化供货和零库存管理在国际汽车制造企业中正在全面推

广，在国内部分企业中也已开始运作。(资料来源:西仪股份《招股说明书》)

在经历了2010年爆发式增长后，据预测，2011年中国汽车行业增速将在

15%~20%，内燃机行业增速在8%~10%，国际经济将呈现低速增长态势。而由于油品

达不到要求，我国将实施“国四条”的时间推迟1~2年，中国内燃机工业应该利用好

这个缓冲的空间积极发展节能产品，将能耗降下来，并持之不移的发展新能源动力才能

真正实现绿色制造。(资料来源:《内燃机工业综合动态》2011年第二期)

零部件水平制约主机水平，主机水平制约成套设备水平，成套设备水平制约市场。

但如果零部件质量不行，就会影响主机质量，并影响成套设备的销售。即使是购买国

外主机也存在一样的问题。零部件质量应该是产品质量工作的重中之重。因此，未来

节能环保、技术先进的内燃机配件将迎来新的行业升级机会，能够跟上市场潮流和产

品变化的企业将在竞争中发展壮大。

结论:包括凸轮轴在内的内燃机零部件行业和汽车行业将保持平稳增长，市

7场前景较好。作为国家支柱性产业的配套性、基础性产业，出现重大不利变化的

可能较小。未来行业可能出现较大的技术升级或产品换代的情况，节能环保的高技术

产品是发展的必然趋势。

五、行业竞争情况

（一）行业整体竞争实力较弱，分化严重

截止2010年11月，全国汽车零部件企业大概有24000家左右。零部件产值和

销售收入占全球第4位，第一位是美国，第二是日本，第3位是德国。我国汽车零部

件行业起步迟，仍然存在一些重大缺陷。主要有三点不足:第一是规模小，实力弱。

第二是国际分工基本上处于低端。第三是研发能力严重不足。我国零部件行业规模

小、实力弱。在将近8千家企业中，销售收入在1亿元以下的占到82%，外资企业

相对大一点，但在10亿以上的也只有4%。所以总体来讲，我国零部件行业规模太

小，太分散。我国零部件产业在国际分工中处于低端。我们零部件出口以轮胎等低附

加值产品为主，进口则以变速箱等高附加值的产品为主。从长期来看，发达国家借助

其先发优势，抢占未来竞争战略制高点，竞争可能日

趋激化。（资料来源:《内燃机工业综合动态》2010年第11期）

（二）高端零部件保持良好的竞争优势

汽车已逐渐成为成熟的消费品，但我国近几年汽车行业利润率仍维持较高水平，随

着国产化进程的推进，汽车行业利润率将趋于平稳。因此，一般汽车零部件行业利润

率也趋于平稳，但是，由于零部件行业在整个汽车产业价值链中的地位较高，技术领

先和性能优良的高端零部件产品的利润率将大大高于整车利润率水平，这一趋势自

2004年形成并将延续下去。(资料来源:西仪股份《招股说明书》)结论:

1、目前内燃机配件行业的高低端企业分化较大，国外企业在技术有强大的优势，

对国内企业的发展构成了挑战，但同时也从侧面揭示出有一定技术和产品优势的内燃

机配件细分行业的龙头企业有较大的发展空间，包括融资手段。

2、从可比上市公司的营业收入、毛利率指标来看，未发生重大异常波动，判断目

前行业竞争没有出现恶化的态势。

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六、与上、下游行业之间的关联性及其未来影响凸轮轴属于机械制造业，上游是钢

铁、煤炭、电力、机床等原材料、能源和设备制造业;直接下游是发动机企业和社会

维修配件客户，间接的下游是汽车、工程机械、船舶、发电设备、国防装备等行业。

曲轴行业与上、下游行业之间的关联性较大。

上游的钢铁、煤炭、电力等原材料、能源的供应量和价格对成本有较大影响。下游

的汽车、工程机械等行业的发展将直接拉动曲轴行业的发展。

七、影响本行业发展的有利和不利因素

(一)有利因素

(1)“汽车产业发展政策”、国家“十一五”发展规划、“汽车产业调整和振兴规

划”、“汽车下乡补贴”等有利政策支持。

(2)进口替代

目前我国汽车国产化率的比例仅为60%，且零部件生产和汽车整车投资比例失

衡，低于常规的1:1.1到1:1.3，国家将通过重点培育一批有优势的零部件生产企

业，实现规模生产和进口替代;同时在技术引进、技术改造、融资以及兼并重组等方

面给予优先扶持。

(3)全球采购中国劳动力成本较低，由于机械零部件制造业的劳动密集型特征明

显，本行业可望利用劳动力成本优势吸收国际厂商先进技术积极开拓国际市场，积极

与国际厂商配套，在国际采购中形成相对优势，扩大出口规模。

(二)不利因素

1、自主创新能力弱大多数企业自有研发机构数量少、层次低，已经成为汽车配套

企业自主创新体系构架中的一块“短板”。众多的中小企业，特别是规模以下的小企

业，还没有研发设施和场所，无法根据市场需求提升产品技术水平。我国零部件行业

研发

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能力不足。2007年大概8千家企业在技术研发投入上一共是49.7亿人民币，占

销售收入0.66%。，国内企业大概63.6%是实用新型，还有14.7%是外观设计。国

外申请人86.6%是发明专利，虽然创新活动很踊跃，基本上发明专利非常少。(资料来

源:《内燃机工业综合动态》2010年第11期)

2、成本上升

(1)就工程机械行业而言，国家出台的一些政策措施执行不到位,特别是提升关键

基础件水平的扶持力度不够，劳动力、原材料等要素成本上升的压力持续增大;(2)人

民币升值处于长期上升通道，进口有可能扩大，将加大企业生产经营和出口的难

度;(3)部分企业研发投入偏低、共性技术供给不足，关键功能零部件和基础

工艺落后;(4)受投资和消费需求趋紧的预期和几年来产能增速过快的影响，部分企业

可能面临订单不饱满、账款回收困难等不利因素，使保持行业稳

)跨国公司与国内企业同台竞技，市场竞争将更为严定较快发展的困难增加;(5

峻。

八、进入本行业的壁垒

1、技术壁垒

凸轮轴是发动机关键零部件，涉及动力运行质量和人身安全，可靠性要求高，必

须具有雄厚的专业制造技术及经验、很强的产品研发能力和新技术开发和应用能力;必

须具备专业化的工程技术人员队伍，方能适应主机客户和市场的需求。

2、主机厂的认证

机械零部件制造业务主要为下游产品做配套，与下游行业存在密切的关系。生产

厂商须经过系统同步开发、质量体系、质量控制、技术水平、等多方面严格的资格审

查才能成为下游厂商的配套企业，并纳入其采购体系，这一时间一般在半年到一年以

上。配套关系确定后，双方的合作关系十分紧密，除因供货、质量和价格未达到主机

厂要求外，主机厂一般不轻易开辟新的供货厂家，因此机械零部件企业和下游厂商能

够形成相对稳定的配套关系。

3、规模障碍

投资一个专业的大型凸轮轴制造企业需要很大的投入，一般的中小企业如果不能

使其产销量达到一定的规模，将很难在成本方面具备竞争优势。大型凸轮轴制造企业

一旦产销达到较大的规模以后，边际生产成本将逐步降低，规模经济得

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到明显的体现，抗风险能力提高。

结论:凸轮轴行业的壁垒主要是技术壁垒和厂家的认证壁垒，因此，对于行业的龙

头企业而言，具有较高的竞争起点

九、结论

凸轮轴产业背靠汽车产业和内燃机行业，下游行业的产业政策较好，历史与未来

的市场需求均保持了稳定的增长，从而保证了良好的持续盈利能力的大环境。

生产上的“专、精、特”要求和行业的节能环保的发展方向决定了凸轮轴产业的

高端领先企业具有先发优势;作为国家支柱产业的基础性配套产业，有利于得到国家

的重点扶持，包括在资本市场融资。

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