凸輪軸——是汽車引擎的重要組成部分
凸輪軸(Camshaft)是車輛引擎中的重要部件,它的作用是控制進氣門與排氣門的開啟和閉合,而氣門保持規(guī)律性運動則直接關系到引擎動力的輸出和運轉特性,同時也是引擎工作穩(wěn)定與否的關鍵部件,因此凸輪軸在整個引擎的設計中占有十分重要的地位。
從形狀來看,凸輪軸主體為圓柱形棒狀造型,上有若干凸起且方向不同的凸輪用于驅動氣門,其整體長度和氣缸組尺寸相近。凸輪軸上凸出的凸輪側面看上去類似雞蛋,其作用就是在被曲軸帶動旋轉時控制氣缸的進氣與排氣,因此凸輪的設計參數(shù)將直接影響到引擎的功率、扭矩輸出,及運轉平順性。
凸輪軸位置和傳動方式按照配氣機構設計的不同,凸輪軸可分為底置、中置和頂置式三種,其中底置式凸輪軸位于曲軸箱內,中置式凸輪軸位于機體上部,而頂置式凸輪軸則位于氣缸蓋上方的氣門室內。
早期,采用底置式凸輪軸的引擎最為常見,其進氣和排氣門位于引擎頂部,而凸輪軸則位于曲軸箱的側面,通過如挺桿、推桿、搖臂等配氣機構對氣門進行控制。底置凸輪軸這種設計,往往是大排量、低轉速、大扭矩輸出的引擎采用,在一些美式肌肉車常用的大排量引擎中比較為常見,其優(yōu)點是結構簡單、可靠性高、成本低、引擎重心底等。但如今主流車型的引擎多采用的是頂置式凸輪軸設計,這種引擎結構中的凸輪軸離氣門很近,不需要借助其他裝置就能直接驅動氣門,因此可以讓氣門的開閉動作更加迅速,可以滿足高轉速工作的需求。
由于凸輪軸的轉動需要曲軸帶動,因此在凸輪軸和曲軸之間需要一個傳動裝置,常見的包括齒輪、鏈條,及齒形皮帶這幾種。一般來看,底置凸輪軸和中置凸輪軸多采用齒輪傳動,頂置凸輪軸則會采用鏈條和齒形皮帶作為傳動方式,而驅動凸輪軸的鏈條和皮帶,也就是我們常聽到的正時鏈條和正時皮帶。但需要注意的是,一般正時鏈條可以終身免維護,但正時皮帶則需要按照公里數(shù)進行定期更換。