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凸輪軸

凸輪軸是活塞發(fā)動機里的一個部件。它的作用是控制氣門的開啟和閉合動作。雖然在四沖程發(fā)動機里凸輪軸的轉(zhuǎn)速是曲軸的一半(在二沖程發(fā)動機中凸輪軸的轉(zhuǎn)速與曲軸相同),不過通常它的轉(zhuǎn)速依然很高,而且需要承受很大的扭矩,因此設(shè)計中對凸輪軸在強度和支撐方面的要求很高,其材質(zhì)一般是特種鑄鐵,偶爾也有采用鍛件的。由于氣門運動規(guī)律關(guān)系到一臺發(fā)動機的動力和運轉(zhuǎn)特性,因此凸輪軸設(shè)計在發(fā)動機的設(shè)計過程中占據(jù)著十分重要的地位。

目錄

1構(gòu)造

凸輪軸的主體是一根與汽缸組長度相同的圓柱形棒體。上面套有若干個凸輪,用于驅(qū)動氣門。凸輪軸的一端是軸承支撐點,另一端與驅(qū)動輪相連接。
凸輪的側(cè)面呈雞蛋形。其設(shè)計的目的在于保證汽缸充分的進氣和排氣,具體來說就是在盡可能短的時間內(nèi)完成氣門的開、閉動作。另外考慮到發(fā)動機的耐久性和運轉(zhuǎn)的平順性,氣門也不能因開閉動作中的加減速過程產(chǎn)生過多過大的沖擊,否則就會造成氣門的嚴重磨損、噪聲增加或是其它嚴重后果。因此,凸輪和發(fā)動機的功率、扭矩輸出以及運轉(zhuǎn)的平順性有很直接的關(guān)系。
一般來說直列式發(fā)動機中,一個凸輪都對應(yīng)一個氣門,V型發(fā)動機或水平對置式發(fā)動機則是每兩個氣門共享一個凸輪。而轉(zhuǎn)子發(fā)動機和無閥配氣發(fā)動機由于其特殊的結(jié)構(gòu),并不需要凸輪。

2分類

按凸輪軸數(shù)目的多少,可分為兩種。單頂置凸輪軸就是只有一根凸輪軸,雙頂置凸輪軸就是有兩根,這是太直白的解釋。
單頂置凸輪軸在氣缸蓋上用一根凸輪軸,直接驅(qū)動進、排氣門,它具有結(jié)構(gòu)簡單,適用于高速發(fā)動機。以往一般采用的側(cè)置凸輪軸,即凸輪軸在氣缸側(cè)面,由正時齒輪直接驅(qū)動。為了把凸輪軸的轉(zhuǎn)動變換為氣門的往復(fù)運動,必須使用氣門挺桿來傳遞動力。這樣,往復(fù)運動的零件較多,慣性質(zhì)量大,不利于發(fā)動機高速運動。而且,細長的挺桿具有一定的彈性,容易引起振動,加速零件磨損,甚至使氣門失去控制。
頂置雙凸輪軸是在缸蓋上裝有兩根凸輪軸,一根用于驅(qū)動進氣門,另一根用于驅(qū)動排氣門。采用雙頂置凸輪軸對凸輪軸和氣門彈簧的設(shè)計要求不高,特別適用于氣門V形配置的半球形燃燒室,也便于和四氣門配氣機構(gòu)配合使用。

凸輪軸詞條圖冊

凸輪軸

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