發動機凸輪軸

凸輪軸行業研究報告

一、凸輪軸產品介紹

（一）凸輪軸的定義與功能凸輪軸是活塞發動機里的一個部件，裝有一個或多個

凸輪的軸。

凸輪軸是屬于發動機的配氣機構，配氣機構是保證發動機在工作中定時將新鮮的可

燃混合氣體充入氣缸，并及時將燃燒后的廢氣排出氣缸的機構。它由進氣門，排氣門，

氣門挺桿，挺柱，搖臂，凸輪軸等組成，其中凸輪軸因其橫截面形狀近似桃子，又稱桃

子軸或偏心軸，是配氣機構中的驅動件，專門驅動氣門按時開啟和關閉。由于氣門運動

規律關系到一臺發動機的動力和運轉特性，因此凸輪軸設計在發動機的設計過程中占據

著十分重要的地位。雖然在四沖程發動機里凸輪軸的轉速是曲軸的一半（在二沖程發

動機中凸輪軸的轉速與曲軸相同），不過通常它的轉速依然很高，而且需要承受很大

的扭矩，因此設計中對凸輪軸在強度和支撐方面的要求很高，其材質一般是特種鑄鐵，

偶爾也有采用鍛件的。各種車型發動機的凸輪軸的結構大同小異，主要差別在于安裝的

位置、凸輪的數目和形狀尺寸不盡相同，特別是凸輪軸的安裝位置，被列為區別發動機

構造和性能的重要標志。（資料來源:《機床

百科》、百度百科）

（二）凸輪軸的重要性缸體、缸蓋、曲軸、連桿、凸輪軸是公認的內燃機的五大

核心零部件，每個發動機要配備1-2個凸輪軸。凸輪軸可用于汽車、火車、船舶、摩托

車等多個領域。

轎車發動機按照頂置凸輪軸的數目，分為單頂置凸輪軸（SOHC和雙頂置凸輪軸

（DOHC）由于中高檔轎車發動機一般是多氣門及V型氣缸排列，需采用雙凸輪軸分別

控制進排氣門，因此雙頂置凸輪軸被不少名牌發動機所采用。由于凸輪軸的安裝方式直

接涉及到整臺發動機的構造和性能，因此，頂置凸輪軸也和多氣門一樣，被

視為衡量轎車發動機的一項重要的標志，列入了轎車技術規格表中。（資料來源:《機

床百科》）

目前相關上市公司分別有以曲軸為主營業務的天潤曲軸（002283）、以連桿為主

營業務的西儀股份（002265）、以凸輪軸為主營業務的禾嘉股份（600093）。

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其中禾嘉股份（600093）的凸輪軸主營業務系2004年資產置換進入上市公司

的。

（三）凸輪軸的生產技術凸輪桃尖的硬度和白口層深度是決定凸輪軸使用壽命和

發動機效率的關鍵技術指標。在保證凸輪有足夠高的硬度和相當深的白口層的前提下，

還應考慮軸頸不出現較高的碳化物，使其具有較好的切削加工性能。

目前，國內外生產凸輪軸的主要方法有:采用鋼質鍛造毛坯經切削加工后，凸輪桃

尖部分經高頻淬火形成馬氏體層的工藝。20世紀70年代末，德國和法國相繼開發了

凸輪軸氬弧重熔新工藝;另有以美國為主的可淬硬鑄鐵凸輪軸;以日本和法國為主的冷

硬鑄鐵凸輪軸；以及凸輪部位用Cr-Mn-Mo合金涂料進行鑄件表面合金化的生產工藝

等。（資料來源:百度百科）

總體上來講，凸輪軸具有一定的技術含量，其關鍵技術在于凸輪形狀的設計。從曲

軸、連桿、凸輪軸三者的技術含量來看，凸輪軸的技術含量要高于連桿，而曲軸的技術

含量要大大高于凸輪軸。（資料來源:發動機研究人員描述）結論:從凸輪軸的產品屬

性來看，凸輪軸具有一定的技術含量，是技術、工藝上可以不斷進行適應性改進的產

品。凸輪軸是內燃機的五大核心零部件之一，是每個發動機必備的部件，產品的功能屬

性決定了其市場容量較大。

二、行業管理及政策

（一）行業歸屬

凸輪軸是發動機的核心零部件，屬于內燃機配件行業。本行業的宏觀主管部門是國

家發展和改革委員會，行業協會為中國內燃機工業協會進排氣機構分會。

(二)行業政策

1、《國務院關于加快振興裝備制造業的若干意見》以裝備制造業振興為契機，帶動

相關產業協調發展。鼓勵重大裝備制造企業集團在集中力量加強關鍵技術開發和系統集

成的同時，通過市場化的外包分工和社

”方向發展，形成若會化協作，帶動配套及零部件生產的中小企業向“專、精、特

干各有特色、重點突出的產業鏈。

2、《產業結構調整指導目錄(2011年本)》根據該目錄，耐高低溫、耐腐蝕、耐磨

損精密鑄鍛件為鼓勵類，新建普通鑄

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鍛件項目為限制類。

3、《汽車產業發展政策》

2009年8月15日，工信部聯合國家發改委發布《汽車產業發展政策》，明確將要

培育一批有比較優勢的零部件企業，實現規模生產并進入國際汽車零部件采購體系，積

極參與國際競爭。

(1)汽車零部件企業要適應國際產業發展趨勢，積極參與主機廠的產品開發工作。

在關鍵汽車零部件領域要逐步形成系統開發能力，在一般汽車零部件領域要形成先進的

產品開發和制造能力，滿足國內外市場的需要，努力進入國際汽車零部件采購體系。

(2)對能為多個獨立的汽車整車生產企業配套和進行國際汽車零部件采購體系的零

部件生產企業，國家在技術引進、技術改造、融資等方面予以優先扶持。

4、《汽車產業調整振興規劃》

2009年1月14日，國務院審議通過《汽車產業調整振興規劃》，提出要“擴大汽

車消費，優化產業結構和產品結構，促進我國汽車工業健康發展。在汽車零部件領域要

力爭實現關鍵零部件技術的自主化”。

5、內燃機是目前我國移動機械類產品主要的燃燒排污源，同時也是實施節能減排最

具挖掘潛力空間的產品，節能減排效果最直觀。因此，降低內燃機油耗和利用替代燃料

方面的研究，將成為“十二五”乃至更長時期工作的核心，內燃機節能將貫穿從科研開

發到產業應用的各個環節中。“十二五”期間，內燃機行業的增速目標將會在8%左

右，行業效益率增長幅度則應達到10%,15%。（資料來源:《內燃機工業綜合動態》

2010年第九期）

6、乘用車強制節能減排四個階段

作為汽車工業主管部門，工信部把汽車節能作為行業管理的重要內容，采取包括汽

車燃料消耗量標示、提高汽車燃料消耗量限值標準、鼓勵汽車節能技術研發和技術改造

等一系列政策措施，加快節能和新能源汽車發展，實現我國汽車工業

可持續發展。

在燃料消耗量限值標準中，我國從2005年開始執行《乘用車燃料消耗量限值標準

（第一、二階段）》，并將在2012年導入、2015年全面實施《乘用車燃料消耗量

限值標準（第三階段）》，階段目標比二階段再下降20%左右，達到6.9L/100km。

3

2020年實施國家第四階段機動車排放標準，等效于歐洲的“歐?標準”，第四

階段將在三階段的基礎上下降到5L/100km。從“國一標準”到“國四標準”，機動車

單車排放累計將降低97%以上。

與此相應，各行業對內燃機在“節能、環保、綠色、高效”等方面的技術要求越來

越高。而要減少汽車尾氣污染，除了提高油品外，汽車零部件的設計、加工等方面下功

夫對于汽車的整體節能效果起著很關鍵的作用。

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結論:

1、從行業政策來看，凸輪軸行業與內燃機行業的發展高度正相關，公司的凸輪軸主

要是用于乘用車發動機。因此又與下游汽車行業的產業政策息息相關。目前我國汽車行

業的發展受到國家支持。

2、從行業政策的導向來看，是支持“專、精、特”、“節能、環保、綠色、高效”

的汽車發動機配套及零部件中小企業。因此產品的技術含量、工藝先進性是最基本的判

斷依據。

3、從曲軸、連桿行業的龍頭或領先企業均已于2008或2009年上市的事實來看，

凸輪軸細分行業上市不存在重大的政策障礙。

三、市場情況

（一）乘用車市場情況

近十年來，我國汽車產業持續快速發展，汽車產銷量穩步增長。中國經濟的持續增

長及伴隨而來的固定資產投資持續上升、公路運輸基礎設施的改善、消費者購買力的增

強，使得過去幾年尤其是自2002年以來中國汽車市場迅速發展。根據中國汽車工業協

會的資料，中國的汽車保有量從1995年開始以12.2%復合年增長率增長至2006年的

約4,985萬輛，至2008年，中國汽車保有量已經達到約6,500萬輛。2010年國內

汽車產量1826.99萬輛，同比增長32.4%，其中乘用車產銷1389.71萬輛和1375.78

萬輛，同比增長33.83%和33.17%，增幅較上年回落20.28個百分點和19.76個百分

點。而多功能乘用車、運動型多功能乘用車的產量增速分別高達79.89%、103.38%。

新產品產值快速增長，汽車行業貢獻突出。2010年全行業完成新產品產值

27215.13億元，同比增長33.07%。從貢獻率上看，汽車行業對新產品產值增長貢獻最

高，為52.14%。（資料來源:《內燃機工業綜合動態》2011年第二期）

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（二）近7年機械工業生產、銷售增速對比（月報口徑）

2、近2年機械工業各行業總產值增長對照表

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（資料來源:《內燃機工業綜合動態》2011年第二期）

3、車用發動機市場情況根據中國汽車工業協會最新一期《中國汽車工業產銷快

訊》的統計，2010年

1~12月，納入統計范圍的56家車用發動機企業，累計生產發動機1690.95萬臺，累

計銷售發動機1702.59萬臺，與2009年同期相比分別增長27.44%和29.73%。

（資

料來源:《內燃機工業綜合動態》2011年第二期）

）可比上市公司的經營情況（三

經查閱禾嘉股份（600093）的定期報告，其汽車配件（主要是凸輪軸）的

2008-2010年的營業收入分別為14,298.67萬元、19,401.03萬元、27,390.19萬

元，毛利率分別為29.24%、27.97%、31.91%。

結論:雖然沒有凸輪軸行業的具體市場數據，但根據凸輪軸與發動機、汽車產業的

高度相關性，可以合理判斷凸輪軸行業市場情況較好。

四、行業與市場前景根據《內燃機行業“十二五”規劃草案》，“十二五”期間，

內燃機行業的增速目標將會在8%左右，行業效益率增長幅度則應達到10%,15%。

（資料來源:《內

燃機工業綜合動態》2010年第九期）由于與汽車的緊密聯系，在行業發展趨勢方

面除表現出一般零部件行業特點外，還表現出如下汽車零部件專有的特點和發展趨勢:

(1)經過近十年的發展，我國汽車零部件產業在汽車工業中的比重正在逐年增加，制

造水平明顯提高，部分企業已經具備自主開發和系統供貨的能力，達到了為商用車配套

完整零部件體系、為轎車配套一般零部件體系的水平。但零部件產業在汽車工業中占

35%到36%的比重，相較于國際60%到70%水平仍然較低。

(2)零部件的全球采購。在世界經濟一體化的背景下，國外汽車、發動機及零部件集

成供應商為了降低成本、獲取最大利益，普遍采用零部件全球采購策略。近年來，中國

勞動力成本優勢促使國外廠商不斷擴大在我國的采購品種和采購量。中國汽車零部件出

口額2005年至今實現了快速增長。據相關資料預測，到2010年，世界汽車產品貿易

總額將達到1.2萬億美元，汽車業巨頭將逐漸加大在發展中國家的采購比例，將達到

70%。

(3)為滿足汽車行業不斷地提高功率和降低排放的需要，特別是滿足實施新排放法規

的需求，汽車新品頻出，從而推動了汽車發動機及其零部件的更新換代。

(4)系統化設計、同步開發、模塊化供貨與零庫存管理。零部件供應商在整車或主機

廠新產品開發伊始即啟動整體匹配設計，主動派人參與新產品的同步開發。為提高汽車

業的效率、降低生產成本，模塊化供貨和零庫存管理在國際汽車制造企業中正在全面推

廣，在國內部分企業中也已開始運作。(資料來源:西儀股份《招股說明書》)

在經歷了2010年爆發式增長后，據預測，2011年中國汽車行業增速將在

15%~20%，內燃機行業增速在8%~10%，國際經濟將呈現低速增長態勢。而由于油品

達不到要求，我國將實施“國四條”的時間推遲1~2年，中國內燃機工業應該利用好

這個緩沖的空間積極發展節能產品，將能耗降下來，并持之不移的發展新能源動力才能

真正實現綠色制造。(資料來源:《內燃機工業綜合動態》2011年第二期)

零部件水平制約主機水平，主機水平制約成套設備水平，成套設備水平制約市場。

但如果零部件質量不行，就會影響主機質量，并影響成套設備的銷售。即使是購買國

外主機也存在一樣的問題。零部件質量應該是產品質量工作的重中之重。因此，未來

節能環保、技術先進的內燃機配件將迎來新的行業升級機會，能夠跟上市場潮流和產

品變化的企業將在競爭中發展壯大。

結論:包括凸輪軸在內的內燃機零部件行業和汽車行業將保持平穩增長，市

7場前景較好。作為國家支柱性產業的配套性、基礎性產業，出現重大不利變化的

可能較小。未來行業可能出現較大的技術升級或產品換代的情況，節能環保的高技術

產品是發展的必然趨勢。

五、行業競爭情況

（一）行業整體競爭實力較弱，分化嚴重

截止2010年11月，全國汽車零部件企業大概有24000家左右。零部件產值和

銷售收入占全球第4位，第一位是美國，第二是日本，第3位是德國。我國汽車零部

件行業起步遲，仍然存在一些重大缺陷。主要有三點不足:第一是規模小，實力弱。

第二是國際分工基本上處于低端。第三是研發能力嚴重不足。我國零部件行業規模

小、實力弱。在將近8千家企業中，銷售收入在1億元以下的占到82%，外資企業

相對大一點，但在10億以上的也只有4%。所以總體來講，我國零部件行業規模太

小，太分散。我國零部件產業在國際分工中處于低端。我們零部件出口以輪胎等低附

加值產品為主，進口則以變速箱等高附加值的產品為主。從長期來看，發達國家借助

其先發優勢，搶占未來競爭戰略制高點，競爭可能日

趨激化。（資料來源:《內燃機工業綜合動態》2010年第11期）

（二）高端零部件保持良好的競爭優勢

汽車已逐漸成為成熟的消費品，但我國近幾年汽車行業利潤率仍維持較高水平，隨

著國產化進程的推進，汽車行業利潤率將趨于平穩。因此，一般汽車零部件行業利潤

率也趨于平穩，但是，由于零部件行業在整個汽車產業價值鏈中的地位較高，技術領

先和性能優良的高端零部件產品的利潤率將大大高于整車利潤率水平，這一趨勢自

2004年形成并將延續下去。(資料來源:西儀股份《招股說明書》)結論:

1、目前內燃機配件行業的高低端企業分化較大，國外企業在技術有強大的優勢，

對國內企業的發展構成了挑戰，但同時也從側面揭示出有一定技術和產品優勢的內燃

機配件細分行業的龍頭企業有較大的發展空間，包括融資手段。

2、從可比上市公司的營業收入、毛利率指標來看，未發生重大異常波動，判斷目

前行業競爭沒有出現惡化的態勢。

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六、與上、下游行業之間的關聯性及其未來影響凸輪軸屬于機械制造業，上游是鋼

鐵、煤炭、電力、機床等原材料、能源和設備制造業;直接下游是發動機企業和社會

維修配件客戶，間接的下游是汽車、工程機械、船舶、發電設備、國防裝備等行業。

曲軸行業與上、下游行業之間的關聯性較大。

上游的鋼鐵、煤炭、電力等原材料、能源的供應量和價格對成本有較大影響。下游

的汽車、工程機械等行業的發展將直接拉動曲軸行業的發展。

七、影響本行業發展的有利和不利因素

(一)有利因素

(1)“汽車產業發展政策”、國家“十一五”發展規劃、“汽車產業調整和振興規

劃”、“汽車下鄉補貼”等有利政策支持。

(2)進口替代

目前我國汽車國產化率的比例僅為60%，且零部件生產和汽車整車投資比例失

衡，低于常規的1:1.1到1:1.3，國家將通過重點培育一批有優勢的零部件生產企

業，實現規模生產和進口替代;同時在技術引進、技術改造、融資以及兼并重組等方

面給予優先扶持。

(3)全球采購中國勞動力成本較低，由于機械零部件制造業的勞動密集型特征明

顯，本行業可望利用勞動力成本優勢吸收國際廠商先進技術積極開拓國際市場，積極

與國際廠商配套，在國際采購中形成相對優勢，擴大出口規模。

(二)不利因素

1、自主創新能力弱大多數企業自有研發機構數量少、層次低，已經成為汽車配套

企業自主創新體系構架中的一塊“短板”。眾多的中小企業，特別是規模以下的小企

業，還沒有研發設施和場所，無法根據市場需求提升產品技術水平。我國零部件行業

研發

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能力不足。2007年大概8千家企業在技術研發投入上一共是49.7億人民幣，占

銷售收入0.66%。，國內企業大概63.6%是實用新型，還有14.7%是外觀設計。國

外申請人86.6%是發明專利，雖然創新活動很踴躍，基本上發明專利非常少。(資料來

源:《內燃機工業綜合動態》2010年第11期)

2、成本上升

(1)就工程機械行業而言，國家出臺的一些政策措施執行不到位,特別是提升關鍵

基礎件水平的扶持力度不夠，勞動力、原材料等要素成本上升的壓力持續增大;(2)人

民幣升值處于長期上升通道，進口有可能擴大，將加大企業生產經營和出口的難

度;(3)部分企業研發投入偏低、共性技術供給不足，關鍵功能零部件和基礎

工藝落后;(4)受投資和消費需求趨緊的預期和幾年來產能增速過快的影響，部分企業

可能面臨訂單不飽滿、賬款回收困難等不利因素，使保持行業穩

)跨國公司與國內企業同臺競技，市場競爭將更為嚴定較快發展的困難增加;(5

峻。

八、進入本行業的壁壘

1、技術壁壘

凸輪軸是發動機關鍵零部件，涉及動力運行質量和人身安全，可靠性要求高，必

須具有雄厚的專業制造技術及經驗、很強的產品研發能力和新技術開發和應用能力;必

須具備專業化的工程技術人員隊伍，方能適應主機客戶和市場的需求。

2、主機廠的認證

機械零部件制造業務主要為下游產品做配套，與下游行業存在密切的關系。生產

廠商須經過系統同步開發、質量體系、質量控制、技術水平、等多方面嚴格的資格審

查才能成為下游廠商的配套企業，并納入其采購體系，這一時間一般在半年到一年以

上。配套關系確定后，雙方的合作關系十分緊密，除因供貨、質量和價格未達到主機

廠要求外，主機廠一般不輕易開辟新的供貨廠家，因此機械零部件企業和下游廠商能

夠形成相對穩定的配套關系。

3、規模障礙

投資一個專業的大型凸輪軸制造企業需要很大的投入，一般的中小企業如果不能

使其產銷量達到一定的規模，將很難在成本方面具備競爭優勢。大型凸輪軸制造企業

一旦產銷達到較大的規模以后，邊際生產成本將逐步降低，規模經濟得

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到明顯的體現，抗風險能力提高。

結論:凸輪軸行業的壁壘主要是技術壁壘和廠家的認證壁壘，因此，對于行業的龍

頭企業而言，具有較高的競爭起點

九、結論

凸輪軸產業背靠汽車產業和內燃機行業，下游行業的產業政策較好，歷史與未來

的市場需求均保持了穩定的增長，從而保證了良好的持續盈利能力的大環境。

生產上的“專、精、特”要求和行業的節能環保的發展方向決定了凸輪軸產業的

高端領先企業具有先發優勢;作為國家支柱產業的基礎性配套產業，有利于得到國家

的重點扶持，包括在資本市場融資。

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