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漢語拼音：(tū)(lún)(zhóu)

凸輪的側(cè)面呈雞蛋形。其設(shè)計(jì)的目的在于保證汽缸充分的進(jìn)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(jī)的耐久性和運(yùn)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(yán)重磨損、噪聲增加或是其它嚴(yán)重后果。因此,凸輪和發(fā)動機(jī)的功率、扭矩輸出以及運(yùn)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(jī)中,一個凸輪都對應(yīng)一個氣門,V型發(fā)動機(jī)或水平對置式發(fā)動機(jī)則是每兩個氣門共享一個凸輪。而轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)和無閥配氣發(fā)動機(jī)由于其特殊的結(jié)構(gòu),并不需要凸輪。

現(xiàn)在大多數(shù)量產(chǎn)車的發(fā)動機(jī)配備的是頂置式凸輪軸。頂置式凸輪軸結(jié)構(gòu)使凸輪軸更加接近氣門,減少了底置式凸輪軸由于凸輪軸和氣門之間較大的距離而造成的往返動能的浪費(fèi)。頂置式凸輪軸的發(fā)動機(jī)由于氣門開閉動作比較迅速,因而轉(zhuǎn)速更高,運(yùn)行的平穩(wěn)度也比較好。較早出現(xiàn)的頂置式凸輪軸結(jié)構(gòu)的發(fā)動機(jī)是SOHC（SingleOverHeadCam,頂置單凸輪軸）式發(fā)動機(jī)。這種發(fā)動機(jī)在頂部只安裝了一根凸輪軸,因此一般每個汽缸只有兩到三個氣門（進(jìn)氣一到兩個,排氣一個）,高速性能受到了限制。而技術(shù)更新一些的則是DOHC式（DoubleOverHeadCam,頂置雙凸輪軸）發(fā)動機(jī),這種發(fā)動機(jī)由于配備了兩根凸輪軸,每個汽缸可以安裝四到五個氣門（進(jìn)氣二到三個,排氣二個）,高速性能得到了顯著的提升,不過與此同時低速性能會受到一定的影響,結(jié)構(gòu)也會變得復(fù)雜,不易維修。

單頂置凸輪軸在氣缸蓋上用一根凸輪軸,直接驅(qū)動進(jìn)、排氣門,它具有結(jié)構(gòu)簡單,適用于高速發(fā)動機(jī)。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(yùn)動,必須使用氣門挺桿來傳遞動力。這樣,往復(fù)運(yùn)動的零件較多,慣性質(zhì)量大,不利于發(fā)動機(jī)高速運(yùn)動。而且,細(xì)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(jìn)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(jì)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(jī)構(gòu)配合使用。

頂置式凸輪軸結(jié)構(gòu)中比較多見的是用一個塑料齒條鏈連接。這個齒條鏈位于發(fā)動機(jī)機(jī)油腔外,附帶有鋼質(zhì)的嵌入部件,通過一個可調(diào)的輥?zhàn)訋椭鷱埦o。

還有一種結(jié)構(gòu)由于動力在傳輸過程中損耗過大且過于復(fù)雜,現(xiàn)在已經(jīng)比較少見。這種結(jié)構(gòu)通過一個偏心連桿、星形齒輪組或帶中間軸的錐形齒輪組來連接頂置式凸輪軸與曲軸。

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(jī)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(jī)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(diǎn)。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(jìn)氣凸輪軸通過金屬鏈條由排氣凸輪軸驅(qū)動,或進(jìn)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。有些發(fā)動機(jī)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(jī)則是需要專用工具才能進(jìn)行正時的調(diào)校。

凸輪軸的工作能力一般取決于強(qiáng)度和剛度,凸輪軸經(jīng)過淬火,使凸輪軸的剛度強(qiáng)度都提高了,從而更加耐用,質(zhì)量更高

常用凸輪軸淬火設(shè)備有以下幾種

160kw超音頻淬火設(shè)備技術(shù)參數(shù)：

80kw高頻淬火設(shè)備技術(shù)參數(shù)：

200kw中頻感應(yīng)加熱機(jī)技術(shù)參數(shù)：

淬火機(jī)床技術(shù)參數(shù)：

1、凸輪軸幾乎位于發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)的末端,因此潤滑狀況不容樂觀。如果機(jī)油泵因?yàn)槭褂脮r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(dá)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(jìn)入凸輪軸間隙,均會造成凸輪軸的異常磨損。

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(yùn)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、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。

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(jī)時對凸輪軸沒有進(jìn)行正確的拆裝。例如拆卸凸輪軸軸承蓋時用錘子強(qiáng)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,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。

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_(dá)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(jìn)氣門和排氣門實(shí)現(xiàn)早開和晚關(guān),使更多空氣進(jìn)入氣缸,以提高發(fā)動機(jī)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?yàn)楣ぷ鹘嵌却笥?78°的凸輪軸會大幅度增加氣門重疊角,使發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速時的動力提升很多,但發(fā)動機(jī)在低轉(zhuǎn)速時會因?yàn)闅飧酌芊庑圆缓枚鴮?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。

國內(nèi)外生產(chǎn)凸輪軸的主要方法有：采用鋼質(zhì)鍛造毛坯經(jīng)切削加工后,凸輪桃尖部分經(jīng)高頻淬火形成馬氏體層的工藝。20世紀(jì) 70年代末,德國和法國相繼開發(fā)了凸輪軸氬弧重熔新工藝；另有以美國為主的可淬硬鑄鐵凸輪軸；以日本和法國為主的冷硬鑄鐵凸輪軸；以及凸輪部位用 Cr-Mn-Mo 合金涂料進(jìn)行鑄件表面合金化的生產(chǎn)工藝等。