凸轮轴凸轮作用是什么
【太平洋汽车】凸轮轴凸轮的作用是控制气门的开启和闭合动作。凸轮与挺柱之间的接触应力很大,相对滑动速度也很高,因此凸轮工作表面的磨损比较严重。
凸轮轴(Camshaft)是车辆引擎中的重要部件,它的作用是控制进气门与排气门的开启和闭合,而气门保持规律性运动则直接关系到引擎动力的输出和运转特性,同时也是引擎工作稳定与否的关键部件,因此凸轮轴在整个引擎的设计中占有十分重要的地位。
从形状来看,凸轮轴主体为圆柱形棒状造型,上有若干凸起且方向不同的凸轮用于驱动气门,其整体长度和气缸组尺寸相近。凸轮轴上凸出的凸轮侧面看上去类似鸡蛋,其作用就是在被曲轴带动旋转时控制气缸的进气与排气,因此凸轮的设计参数将直接影响到引擎的功率、扭矩输出,及运转平顺性。
凸轮轴位置和传动方式按照配气机构设计的不同,凸轮轴可分为底置、中置和顶置式三种,其中底置式凸轮轴位于曲轴箱内,中置式凸轮轴位于机体上部,而顶置式凸轮轴则位于气缸盖上方的气门室内。
早期,采用底置式凸轮轴的引擎最为常见,其进气和排气门位于引擎顶部,而凸轮轴则位于曲轴箱的侧面,通过如挺杆、推杆、摇臂等配气机构对气门进行控制。底置凸轮轴这种设计,往往是大排量、低转速、大扭矩输出的引擎采用,在一些美式肌肉车常用的大排量引擎中比较为常见,其优点是结构简单、可靠性高、成本低、引擎重心底等。但如今主流车型的引擎多采用的是顶置式凸轮轴设计,这种引擎结构中的凸轮轴离气门很近,不需要借助其他装置就能直接驱动气门,因此可以让气门的开闭动作更加迅速,可以满足高转速工作的需求。
由于凸轮轴的转动需要曲轴带动,因此在凸轮轴和曲轴之间需要一个传动装置,常见的包括齿轮、链条,及齿形皮带这几种。一般来看,底置凸轮轴和中置凸轮轴多采用齿轮传动,顶置凸轮轴则会采用链条和齿形皮带作为传动方式,而驱动凸轮轴的链条和皮带,也就是我们常听到的正时链条和正时皮带。但需要注意的是,一般正时链条可以终身免维护,但正时皮带则需要按照公里数进行定期更换。
顶置凸轮轴有哪些分类按照配气结构包含的凸轮轴数量可以分为两种,单顶置凸轮轴(Single overhead camshaft, SOHC)和双顶置凸轮轴(Double overhead camshafts, DOHC)。两者同为顶置凸轮轴设计,主要区别在于进气门和排气门是通过一根凸轮轴同时控制,还是分别通过两根凸轮轴来驱动。
1、单顶置凸轮轴单顶置凸轮轴也就是通过一根凸轮轴来控制进气和排气门,对于直列型引擎来说只需一根,但如果是V形引擎,则需要两根凸轮轴分别安放两侧。
单顶置凸轮结构最简单,需要往复运动的部件很少,因此相对来说能满足更高引擎转速的需求。
(图/文/摄:太平洋汽车 问答叫兽)
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