標(biāo)題: 頂置式凸輪軸開發(fā) [打印本頁] 作者: 大蘿卜 時(shí)間: 2009-10-6 18:22 標(biāo)題: 頂置式凸輪軸開發(fā) 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是由曲柄連桿機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)，冷卻系，燃油系，潤滑系，電氣系和機(jī)體等組成，大大小小零件有近千個(gè)，它們之中最具有代表性的就是凸輪軸了。在現(xiàn)代轎車的技術(shù)規(guī)格表上，經(jīng)常可以看見“凸輪軸”這個(gè)名詞出現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)性能欄里面。8 l9 s4 \7 D1 W) S! {0 B+ j. u
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凸輪軸是屬于發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)是保證發(fā)動(dòng)機(jī)在工作中定時(shí)將新鮮的可燃混合氣充入氣缸，并及時(shí)將燃燒后的廢氣排出氣缸的機(jī)構(gòu)。它由進(jìn)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(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)件，專門驅(qū)動(dòng)氣門按時(shí)開啟和關(guān)閉。各種車型發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸的結(jié)構(gòu)大同小異，主要差別在于安裝的位置，凸輪的數(shù)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(qū)別發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和性能的重要標(biāo)志。目前發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪安裝位置分為下置，中置，頂置三種形式。+ u" A3 t( n! P% J9 \5 ?
, | h; w3 X* [- B7 J- G& ?. q3 M 轎車發(fā)動(dòng)機(jī)由于轉(zhuǎn)速較快，每分鐘轉(zhuǎn)速可達(dá)5000轉(zhuǎn)以上，為保證進(jìn)排氣效率，都采用進(jìn)氣門和排氣門倒掛的形式，即頂置式氣門裝置，這種裝置都適合用凸輪軸的三種安裝形式。但是，如果采用下置式或者中置式的凸輪軸，由于氣門與凸輪軸的距離較遠(yuǎn)需要?dú)忾T挺桿和 : h4 h3 V$ ]( a! l& S! S( s* { Y) N挺柱等輔助零件，造成氣門傳動(dòng)機(jī)件較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)動(dòng)機(jī)體積大，而且在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下還容易產(chǎn)生噪聲，而采用頂置式凸輪軸則可以改變這種現(xiàn)象。所以，現(xiàn)代轎車發(fā)動(dòng)機(jī)一般都采用了頂置式凸輪軸，將凸輪軸配置在發(fā)動(dòng)機(jī)的上方，縮短了凸輪軸與氣門之間的距離，省略了氣門的挺桿和挺柱，簡(jiǎn)化了凸輪軸到氣門之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)變得更加緊湊。更重要的是，這種安裝方式可以減少整個(gè)系統(tǒng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量，提高了傳動(dòng)效率。 . i7 W7 W1 k, Q8 k' q4 F ( L H6 q5 M" p# t R, S1 g 當(dāng)然，任何事物都有其兩面性，頂置凸輪軸一方面縮短了與氣門的距離，另一方面卻拉大了凸輪軸與曲軸之間的距離。由于凸輪軸是由曲軸帶動(dòng)的，因此兩者之間一拉開距離就必須要用鏈條及鏈輪做轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)比下置式凸輪軸的齒輪嚙合傳動(dòng)復(fù)雜得多。盡管如此，人們衡量利弊還是喜歡采用頂置式凸輪軸。 7 Y2 _+ b0 R. \1 N( a! j3 Y' [4 z, x. n4 n- Z$ I
現(xiàn)在，頂置式凸輪軸有多種驅(qū)動(dòng)氣門的形式，有用搖臂過渡驅(qū)動(dòng)式，也有直接驅(qū)動(dòng)式，其中直接驅(qū)動(dòng)式對(duì)凸輪軸和氣門彈簧的設(shè)計(jì)要求相對(duì)較低，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣量最少，特別適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上。另外，近年在高速轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上還廣泛采用齒形皮帶來代替?zhèn)鲃?dòng)鏈，這種皮帶是用氯丁橡膠制作，混有玻璃纖維和尼龍織物以增加強(qiáng)度。采用齒形皮帶代替?zhèn)鲃?dòng)鏈，可以減少噪聲，減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量的降低成本。+ f9 T$ w4 g5 e8 b6 U; x! Q
, e$ n- u5 k5 s' W' S 轎車發(fā)動(dòng)機(jī)按照頂置凸輪軸的數(shù)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(fā)動(dòng)機(jī)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(jìn)排氣門，因此雙頂置凸輪軸被不少名牌發(fā)動(dòng)機(jī)所采用。由于凸輪軸的安裝方式直接涉及到整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)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(fā)動(dòng)機(jī)的一項(xiàng)重要的標(biāo)志，列入了轎車技術(shù)規(guī)格表中