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凸輪軸是什么工作的

凸輪軸是什么工作的，好多發(fā)動機(jī)有很多的氣門，比如有的L4的16氣門，那么凸輪軸上凸輪是怎么布置的?工作順序是什么?有圖例最好。: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-06-07

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凸輪軸如何工作的? 在本文中，你會發(fā)現(xiàn)凸輪軸影響發(fā)動機(jī)性能。你會得到不同發(fā)動機(jī)布局的直觀印象。像頂置式凸輪軸(SOHC)和雙頂置式凸輪軸(DOHC)的實(shí)際工作情況。然后我們看一下一些能調(diào)整凸輪軸從而使發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度更高效的方法。如果你看了“汽車發(fā)動機(jī)是怎樣工作的”這篇文章，你會知道閥門讓空氣/燃料混合物進(jìn)入發(fā)動機(jī)并讓廢氣排出。凸輪軸采用凸角(稱為凸輪)在凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)推動閥門打開;閥門上的彈簧使它們回到閉合位置。這是一個(gè)關(guān)鍵的工作，對發(fā)動機(jī)在不同速度下的性能有重大影響。在本文下一頁中你能看到活動圖形從而讓你知道一個(gè)性能凸輪軸和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的凸輪軸。凸角是關(guān)鍵凸輪軸的關(guān)鍵部分是凸輪。在凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪在活塞運(yùn)動時(shí)打開進(jìn)氣閥和閉合排氣閥。這里顯示了凸輪軸的凸輪的形狀與發(fā)動機(jī)在不同速度下的工作狀況有直接關(guān)系。為了理解為什么是這樣，想象一下我們的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)極慢。--每分鐘僅10或20轉(zhuǎn)(RPM)--這樣活塞需幾秒種完成一個(gè)循環(huán)?，F(xiàn)實(shí)中一個(gè)發(fā)動如此之慢是不可能的，但讓我們想象一下它是這么慢。在這種的慢速度下，我們希望凸輪的形狀如下: 在進(jìn)氣行程中活塞向下移動到(稱為上止點(diǎn)，或TDC)時(shí)，進(jìn)氣閥能打開。在活塞移到上面時(shí)進(jìn)氣閥能關(guān)閉。在壓縮行程快結(jié)束時(shí)在活塞移到(稱為下止點(diǎn)，或BDC)，排氣閥能打開，并在活塞完成壓縮行程時(shí)關(guān)上。這一建構(gòu)使發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)很好，只要發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度很慢。但如果轉(zhuǎn)速提高了呢?讓我們來解決這個(gè)問題。降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速當(dāng)你增加發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，10到20轉(zhuǎn)配置使凸輪軸工作不是很好。如果發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速是4,000轉(zhuǎn)每分鐘，閥門就要每分鐘打開和關(guān)閉2000次，即33次每秒。在這種的速度下，活塞運(yùn)動很快，從而空氣/燃料混合物進(jìn)入氣缸的速度也很快。當(dāng)進(jìn)氣閥打開，活塞開始它的進(jìn)氣行程時(shí)，空氣/燃料混合物在進(jìn)氣渦輪開始加速到氣缸?；钊谶M(jìn)氣行程中運(yùn)動到氣缸底部時(shí)，，空氣/燃料混合物的運(yùn)動速度達(dá)到很快。如果我們一下子關(guān)掉進(jìn)氣閥，所有的空氣/燃料混合物將速度停止，不能進(jìn)入氣缸。通過使進(jìn)氣閥打開時(shí)間延長，使空氣/燃料混合物進(jìn)入氣缸，與此同時(shí)活塞進(jìn)行壓縮行程。所以發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速越快，空氣/燃料混合物運(yùn)動速度也越快，我們希望進(jìn)氣閥打開的時(shí)間越長。我們也希望閥門在較快速度下打開地大一些--這一參數(shù)，稱為氣門升程，是由凸輪的形狀所決定的。任何所給的凸輪只有在某一發(fā)動機(jī)速度時(shí)是完美的。在其它速度時(shí)，發(fā)動機(jī)就不能運(yùn)行得很好。凸輪軸裝置因此通常是一個(gè)權(quán)宜的配置。這就是為什么凸輪制造商在發(fā)動機(jī)速度改變時(shí)設(shè)計(jì)出不同的凸輪。凸輪軸配置發(fā)動機(jī)上凸輪軸的有幾個(gè)不同配置。我們來談?wù)剮讉€(gè)通用部件。你可能聽到過這些術(shù)語: 頂置凸輪軸(SOHC) 雙頂置式凸輪軸(DOHC) 推桿讓我們先來看看頂置凸輪軸。這一配置相當(dāng)于一個(gè)發(fā)動機(jī)每頭有一個(gè)凸輪。如果是一個(gè)單列式四氣缸或單列式六氣缸發(fā)動機(jī)，這里會有一個(gè)凸輪。如果是V-6 或 V-8發(fā)動機(jī)，這里會有二個(gè)凸輪。凸輪開動搖臂按到閥門上，打開它們。彈簧使閥門回到它們閉合的位置。這些彈簧必須相當(dāng)堅(jiān)固因?yàn)榘l(fā)動機(jī)速度很快，閥門被按下很快，彈簧必須使搖臂與這些閥門接觸。如果彈簧不是很堅(jiān)固，閥門可能會脫離搖臂同時(shí)迅速跳回。這將導(dǎo)致凸輪和搖臂額外的磨損。在頂置凸輪軸和雙頂置式凸輪軸發(fā)動機(jī)上，凸輪由凸輪軸驅(qū)動，通過一根到皮帶或鏈條，稱為正時(shí)皮帶或正時(shí)鏈。這些皮帶和鏈子在固定間隔必須被更換或調(diào)整。如果正時(shí)皮帶斷了，凸輪會停止旋轉(zhuǎn)，活塞會撞到排氣閥上。雙頂置式凸輪軸一個(gè)雙頂置式凸輪軸發(fā)動機(jī)每頭有兩個(gè)凸輪。所以單列式發(fā)動機(jī)有兩個(gè)凸輪，V發(fā)動機(jī)有四個(gè)凸輪。通常雙頂置式凸輪軸用于每個(gè)氣缸有四個(gè)或更多閥門的發(fā)動機(jī)上--一個(gè)凸輪軸不能驅(qū)動所有的閥門。采用雙頂置式凸輪軸的主要原因是可以使用更多的進(jìn)氣和排氣閥。更多的閥門意味著進(jìn)氣和排氣流動更自由，因?yàn)樗懈嗫梢粤魍ǖ纳?。這就增加了發(fā)動機(jī)的功率。就像頂置式凸輪軸發(fā)動機(jī)和雙頂置式凸輪軸發(fā)動機(jī)，在推桿發(fā)動機(jī)閥門位于頂部，在氣缸的上面。在推桿發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵區(qū)別是凸輪位于發(fā)動機(jī)氣缸體內(nèi)部而不是在氣缸的頂部。凸輪驅(qū)動推桿經(jīng)過氣缸箱體并進(jìn)入氣缸頂部移動搖臂。這些推桿又增加了系統(tǒng)的質(zhì)量，從而增加了閥門彈簧的載荷。這能限制推桿發(fā)動機(jī)速度;頂置式凸輪軸發(fā)動機(jī)在系統(tǒng)取消了推桿，從而使更快速度的發(fā)動機(jī)成為可能。推桿發(fā)動機(jī)中的凸輪通常由齒輪或短鏈驅(qū)動。齒輪驅(qū)動通常與皮帶驅(qū)動相比不易斷裂，所以在頂置式凸輪軸發(fā)動機(jī)經(jīng)?？吹健?可變式氣門正時(shí) 這里有幾種凸輪制造商改變氣門正時(shí)的辦法。用在本田發(fā)動機(jī)上的一個(gè)系統(tǒng)稱為可變氣門正時(shí)和升程電子控制系統(tǒng)(VTEC) 可變氣門正時(shí)和升程電子控制系統(tǒng)(VTEC)是本田發(fā)動機(jī)上一個(gè)電子機(jī)械系統(tǒng)，它能允許發(fā)動機(jī)有多個(gè)凸輪軸。VTEC發(fā)動機(jī)有一個(gè)額外的進(jìn)氣凸輪并有一個(gè)與之相連的搖臂。凸輪的形狀能使進(jìn)氣閥升程比其它凸輪形狀大。在發(fā)動機(jī)速度較低時(shí)，這個(gè)搖臂不與任何閥門相連。在高速時(shí)，活塞鎖住額外搖臂，讓兩個(gè)搖臂控制兩個(gè)進(jìn)氣閥。一些汽車采用先進(jìn)的氣門正時(shí)裝置。這不會使閥門升程更大，它打開和閉合它們更遲。它通過旋轉(zhuǎn)凸輪幾度來實(shí)現(xiàn)。如果進(jìn)氣閥通常在活塞到達(dá)上止點(diǎn)(TDC)旋轉(zhuǎn)10度，并在到達(dá)上止點(diǎn)(TDC)后旋轉(zhuǎn)90度關(guān)上，總的持續(xù)時(shí)間為200度。打開和關(guān)閉的時(shí)間可以通過在凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)到前面一點(diǎn)的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移。所以可以在活塞到達(dá)上止點(diǎn)(TDC)旋轉(zhuǎn)10度，并在到達(dá)上止點(diǎn)(TDC)后旋轉(zhuǎn)210度關(guān)上。在隨后20度時(shí)關(guān)閉閥門是好的，但如果它能在進(jìn)氣閥打開時(shí)增加持續(xù)時(shí)間會更好。 Ferrari已經(jīng)有一個(gè)做到一點(diǎn)的好方法。凸輪在Ferrari 發(fā)動機(jī)上有一個(gè)三維形狀可以隨凸輪的長度而變化。在凸輪的一端是一個(gè)較不靈巧的凸輪形狀，而在另一端是一個(gè)靈巧的凸輪形狀。凸輪平穩(wěn)地把這兩種形狀結(jié)合在一起。一個(gè)機(jī)構(gòu)能側(cè)面地滑動整個(gè)凸輪從而使閥門能采用凸輪的不同的部分。軸仍然像普通凸輪一樣旋轉(zhuǎn)--但隨著發(fā)動機(jī)速度和載荷增加逐漸側(cè)面地滑動凸輪，從而氣門正時(shí)被優(yōu)化。一些發(fā)動機(jī)制造商正在試驗(yàn)氣門正時(shí)無限可變系統(tǒng)。比如，想象每個(gè)閥門有一個(gè)電磁開關(guān)，它能過計(jì)算機(jī)而不是凸輪控制打開和關(guān)閉閥門。有了這類系統(tǒng)，你就能在發(fā)動機(jī)每個(gè)轉(zhuǎn)速時(shí)達(dá)到最大的發(fā)動機(jī)性能。盼望將來能實(shí)現(xiàn)的東西。: 回答者：網(wǎng)友

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