凸輪軸不能不知的知識
凸輪軸是汽車最重要的組成部分,，起著各種的傳到作用，很多司機都不是很了解這方面的相關(guān)知識,，下面就是小編給車友們整理的一些關(guān)于汽車凸輪軸不能不知的知識,。
凸輪軸的結(jié)構(gòu)
雖然在四沖程發(fā)動機里，凸輪軸的轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的一半,，但是它的轉(zhuǎn)速依然很高,，而且需要承受很大的轉(zhuǎn)矩，因此對凸輪軸的強度和可靠支撐方面的要求很高,。凸輪軸的主體是１根與氣缸組長度相同的圓柱體,，上面加工有若干個凸輪,，凸輪軸的材質(zhì)一般是特種鑄鐵，有時也采用鍛剛和合金制造,。大多數(shù)凸輪軸的內(nèi)部被制造成中空結(jié)構(gòu),，這不僅可以降低凸輪軸的質(zhì)量，同時也提高了凸輪軸承受載荷的能力,。凸輪軸上還加工有潤滑油道,，潤滑油由此經(jīng)過，為凸輪軸,、搖臂軸以及搖臂等部件提供潤滑,。圖１所示是三菱４Ｇ６３ ＤＯＨＣ發(fā)動機使用的凸輪軸。
圖 1 4G63發(fā)動機的凸輪軸
凸輪軸的布置方式
凸輪軸按照布置位置可以分為下置凸輪軸,、中置凸輪軸以及頂置凸輪軸３種（圖２）,，這３種凸輪軸的布置方式各有特點。
（左～右 下置凸輪軸 中置凸輪軸 頂置凸輪軸）
圖 2 凸輪軸的布置方式
（１）下置凸輪軸和中置凸輪軸,。下置凸輪軸和中置凸輪軸的布置方式相似,。采用這２種布置方式的發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時的性能比較好，結(jié)構(gòu)也比較簡單,，易于維修,，所以在以前很長的時間里一直被廣泛采用。目前已經(jīng)很少有轎車發(fā)動機使用下置凸輪軸和中置凸輪軸,，因為在這２種布置方式中,，凸輪軸與氣門之間的距離比較遠，需要較長的挺桿（圖３）配合搖臂等輔助部件來驅(qū)動氣門,，這就造成了發(fā)動機工作時的平順性不佳,，而且配氣機構(gòu)工作時還容易產(chǎn)生噪聲。
圖 3 較長的挺桿
在發(fā)動機高轉(zhuǎn)速工作時,，較長的挺桿隨著凸輪軸運動時的性能比較差,，挺桿在較大載荷的作用下就容易出現(xiàn)彎曲變形，嚴(yán)重時會導(dǎo)致氣門無法開啟等嚴(yán)重故障,。
（２）頂置凸輪軸（ＯＨＣ）,。大多數(shù)轎車發(fā)動機采用頂置凸輪軸設(shè)計。這是因為將凸輪軸設(shè)置在發(fā)動機的上方可以縮短凸輪軸與氣門之間的距離,，省去了較長的氣門挺桿,，簡化了配氣機構(gòu)，發(fā)動機的結(jié)構(gòu)可以設(shè)計得更加緊湊,。頂置凸輪軸通過搖臂或液壓挺桿驅(qū)動氣門，因此提高了傳動效率并降低了工作噪聲,。頂置凸輪軸也有一些缺點,，這是因為雖然頂置凸輪軸與氣門之間的距離縮短了,，但是凸輪軸與曲軸之間的距離卻增加了，因此凸輪軸與曲軸之間的傳動金屬鏈條或正時齒形膠帶的長度會增加,，導(dǎo)致傳動機構(gòu)的設(shè)計比下置凸輪軸的傳動機構(gòu)復(fù)雜,。
按照配氣機構(gòu)包括的凸輪軸數(shù)量，頂置凸輪軸可以分為單頂置凸輪軸（ＳＯＨＣ）和雙頂置凸輪軸（ＤＯＨＣ）,。
①單頂置凸輪軸（圖４）,。進氣門和排氣門通過１根頂置凸輪軸驅(qū)動。因為進氣門和排氣門在進氣道中所處位置不同,，所以氣門開啟時刻的精確性會受到影響,。
圖 4 單頂置凸輪軸
②雙頂置凸輪軸（圖５）。雙頂置凸輪軸是從單頂置凸輪軸的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,。進氣門和排氣門各通過１根頂置凸輪軸驅(qū)動,。因為可以將進氣門和排氣門分開來控制，所以氣門的開啟時刻可以控制得更加精確,。對于每個氣缸超過２個氣門或Ｖ型氣缸排列的發(fā)動機來說,，采用雙凸輪軸可以使配氣機構(gòu)變得相對簡單，而且可以更好地控制氣門的開啟和關(guān)閉,。
圖 5 鏈條轉(zhuǎn)動的雙頂置凸輪軸
凸輪軸頂置使得凸輪軸和氣門之間的距離變小了,，所以傳動用的搖臂可以制造得短而輕，甚至可以不用搖臂而直接利用凸輪軸驅(qū)動氣門,。此外,，進氣凸輪軸和排氣凸輪軸分開后，加大了氣門布置的自由度,，火花塞可以很容易地布置在２個凸輪軸之間,，即可以布置在燃燒室的中心位置上，這些特點使得雙頂置凸輪軸更適用于高轉(zhuǎn)速發(fā)動機,。
凸輪軸的驅(qū)動
凸輪軸與曲軸之間的常見傳動方式包括齒輪傳動,、鏈條傳動以及齒形膠帶傳動。下置凸輪軸和中置凸輪軸與曲軸之間的傳動大多采用圓柱形正時齒輪傳動,，一般從曲軸到凸輪軸只需要１對齒輪傳動,，如果傳動齒輪直徑過大，可以再增加１個中間惰輪,。為了嚙合平穩(wěn)并降低工作噪聲,，正時齒輪大多采用斜齒輪。
鏈條傳動常見于頂置凸輪軸與曲軸之間,，但其工作可靠性和耐久性不如齒輪傳動,。近年來在高轉(zhuǎn)速發(fā)動機上廣泛使用齒形膠帶代替?zhèn)鲃渔湕l，但在一些大功率發(fā)動機上仍然使用鏈條傳動,。齒形膠帶具有工作噪聲小,、工作可靠以及成本低等特點,。對于雙頂置凸輪軸，一般是排氣凸輪軸通過正時齒形膠帶或鏈條由曲軸驅(qū)動,，進氣凸輪軸通過金屬鏈條由排氣凸輪軸驅(qū)動,，或進氣凸輪軸和排氣凸輪軸均由曲軸通過齒形膠帶或鏈條驅(qū)動。
安裝凸輪軸時,，一定要注意凸輪軸帶輪或鏈輪上的正時標(biāo)記（圖６）,。有些發(fā)動機沒有明顯的正時標(biāo)記，維修人員可以在拆卸凸輪軸之前標(biāo)記出曲軸和凸輪軸的準(zhǔn)確位置,，有些發(fā)動機則是需要專用工具才能進行正時的調(diào)校,。
圖 6 對準(zhǔn)正時標(biāo)記
凸輪軸的常見故障
凸輪軸的常見故障包括異常磨損、異響以及斷裂,，異響和斷裂發(fā)生之前往往先出現(xiàn)異常磨損的癥狀,。
（１）凸輪軸幾乎位于發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的末端，因此潤滑狀況不容樂觀,。如果機油泵因為使用時間過長等原因出現(xiàn)供油壓力不足,，或潤滑油道堵塞造成潤滑油無法到達凸輪軸，或軸承蓋緊固螺栓擰緊力矩過大造成潤滑油無法進入凸輪軸間隙,，均會造成凸輪軸的異常磨損（圖７）,。
圖 7 凸輪軸嚴(yán)重磨損
（２）凸輪軸的異常磨損會導(dǎo)致凸輪軸與軸承座之間的間隙增大，凸輪軸運動時會發(fā)生軸向位移,，從而產(chǎn)生異響,。異常磨損還會導(dǎo)致驅(qū)動凸輪與液壓挺桿之間的間隙增大，凸輪與液壓挺桿結(jié)合時會發(fā)生撞擊,，從而產(chǎn)生異響,。
（３）凸輪軸有時會出現(xiàn)斷裂等嚴(yán)重故障，常見原因有液壓挺桿碎裂或嚴(yán)重磨損（圖８）,、嚴(yán)重的潤滑不良,、凸輪軸質(zhì)量差以及凸輪軸正時齒輪破裂等。
圖 8 液壓挺桿嚴(yán)重磨損
（４）有些情況下,，凸輪軸的故障是人為原因引起的,，特別是維修發(fā)動機時對凸輪軸沒有進行正確的拆裝。例如拆卸凸輪軸軸承蓋時用錘子強力敲擊或用改錐撬壓,，或安裝軸承蓋時將位置裝錯導(dǎo)致軸承蓋與軸承座不匹配,，或軸承蓋緊固螺栓擰緊力矩過大等。安裝軸承蓋時應(yīng)注意軸承蓋表面上的方向箭頭和位置號等標(biāo)記（圖９）,，并嚴(yán)格按照規(guī)定力矩使用扭力扳手擰緊軸承蓋緊固螺栓,。
圖 9 注意軸承蓋上的標(biāo)記
凸輪軸的改裝為了提升發(fā)動機的動力，有些改裝店對發(fā)動機的凸輪軸進行了改裝，其中換裝高角度凸輪軸（Ｈｉ－ＣＡＭ）是常見的一種改裝方法,。這種改裝操作并不復(fù)雜,，但由于一些改裝人員對凸輪軸上凸輪的工作角度和工作原理了解不足,，使得改裝后的效果并不明顯甚至導(dǎo)致發(fā)動機的性能惡化,。
高角度凸輪軸是相對于普通凸輪軸的２４０°左右的凸輪工作角度而言的，高角度凸輪軸的凸輪工作角度通?？梢赃_到２８０°以上,。大角度的凸輪軸可以延長氣門的開啟時間，增大氣門的升程,，使進氣門和排氣門實現(xiàn)早開和晚關(guān),，使更多空氣進入氣缸，以提高發(fā)動機中,、高轉(zhuǎn)速的動力輸出,。對于民用車來說，改裝時應(yīng)該選擇凸輪工作角度在２７８°以下的凸輪軸,，因為工作角度大于２７８°的凸輪軸會大幅度增加氣門重疊角,，使發(fā)動機高轉(zhuǎn)速時的動力提升很多，但發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速時會因為氣缸密封性不好而導(dǎo)致怠速嚴(yán)重抖動甚至熄火,，這樣的車輛無法適應(yīng)日常使用,，而只能用于競賽用途。
以上就是小編給車友們整理的一些關(guān)于凸輪軸的相關(guān)知識,，希望車友們都能夠掌握,。
