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機(jī)械社區(qū)
標(biāo)題:
頂置式凸輪軸開發(fā)
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作者:
大蘿卜
時間:
2009-10-6 18:22
標(biāo)題:
頂置式凸輪軸開發(fā)
汽車發(fā)動機(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,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)�,?梢钥匆姟巴馆嗇S”這個名詞出現(xiàn)在發(fā)動機(jī)性能欄里面。
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凸輪軸是屬于發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu),,配氣機(jī)構(gòu)是保證發(fā)動機(jī)在工作中定時將新鮮的可燃混合氣充入氣缸,,并及時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)動件,專門驅(qū)動氣門按時開啟和關(guān)閉,。各種車型發(fā)動機(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)動機(jī)構(gòu)造和性能的重要標(biāo)志。目前發(fā)動機(jī)的凸輪安裝位置分為下置,,中置,,頂置三種形式。
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轎車發(fā)動機(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
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挺柱等輔助零件,造成氣門傳動機(jī)件較多,,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,,發(fā)動機(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)動機(jī)一般都采用了頂置式凸輪軸,,將凸輪軸配置在發(fā)動機(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,簡化了凸輪軸到氣門之間的傳動機(jī)構(gòu),,將發(fā)動機(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系統(tǒng)往復(fù)運(yùn)動的質(zhì)量,,提高了傳動效率,。
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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,,結(jié)構(gòu)比下置式凸輪軸的齒輪嚙合傳動復(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,。
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現(xiàn)在,頂置式凸輪軸有多種驅(qū)動氣門的形式,,有用搖臂過渡驅(qū)動式,,也有直接驅(qū)動式,其中直接驅(qū)動式對凸輪軸和氣門彈簧的設(shè)計要求相對較低,,往復(fù)運(yùn)動的慣量最少,,特別適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的轎車發(fā)動機(jī)上。另外,,近年在高速轎車發(fā)動機(jī)上還廣泛采用齒形皮帶來代替?zhèn)鲃渔�,,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)鲃渔湥梢詼p少噪聲,,減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量的降低成本,。
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轎車發(fā)動機(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)動機(jī)所采用,。由于凸輪軸的安裝方式直接涉及到整臺發(fā)動機(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)動機(jī)的一項重要的標(biāo)志,,列入了轎車技術(shù)規(guī)格表中
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