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凸轮轴

简介

发动机在工作中有吸入可燃混合气以及排出废气的过程,期间负责气门启闭的部件就是凸轮轴,是发动机配气机构的组成部分之一。

制作材料

凸轮轴通常选取特种铸铁,锻件有时也会被运用。

制作工艺

一般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。还有凸轮轴氩弧重熔新工艺、可淬硬铸铁凸轮轴、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。

结构

凸轮轴的主体是一个圆柱形棒状结构,上面套有若干个凸轮,负责气门的驱动,凸轮轴长度与气缸组相等。凸轮轴的一端与驱动轮连接,另一端是轴承支撑点。

为了确保气缸充分的进气和排气,尽可能缩短完成气门的开、闭动作的时间,一般把凸轮的侧面设计呈鸡蛋形。凸轮和发动机的功率、扭矩输出以及运转的平顺性有很直接的关系。为避免气门磨损严重、噪声增加或是其它后果,也考虑到发动机和运转的平顺性和耐久性,气门也不能因开闭动作中的加减速过程产生过多过大的冲击。

一般来说直列式发动机中,一个凸轮都对应一个气门,V型发动机或水平对置式发动机则是每两个气门共享一个凸轮。而转子发动机和无阀配气发动机由于其特殊的结构,并不需要凸轮。

目前顶置式凸轮轴运用比较普遍,其特点是:凸轮轴离气门更近,减少了底置式凸轮轴由于凸轮轴和气门之间较大的距离而造成的往返动能的浪费。顶置式凸轮轴的发动机由于气门开闭动作比较迅速,因而转速更高,运行的平稳度也比较好。

分类

按凸轮轴数目的多少,分为单顶置凸轮轴(SOHC)和双顶置凸轮轴(DOHC)两种。

单顶置凸轮轴

只有一根凸轮轴的即称为单顶置凸轮轴,它在气缸盖上直接用一根凸轮轴驱动气门。特点:结构简单,适用于高速发动机。

双顶置凸轮轴

是在缸盖上装有两根凸轮轴,分别用于驱动进气门、排气门。特点:采用双顶置凸轮轴方便和四气门配气机构配合使用,而且,它对凸轮轴和气门弹簧的设计要求不高,尤其适用于气门V形配置的半球形燃烧室。

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