1、凸輪軸知識全集減小字體 增大字體    凸輪軸是發動機配氣機構的重要組成部分。為了保證發動機工作時能夠定時吸入新鮮空氣，并及時將燃燒后的廢氣排出，凸輪軸負責驅動氣門按時開啟和關閉，有些凸輪軸還具有驅動分電器轉動的功能。轎車發動機的轉速很高，為了保證進排氣效率，氣門采用頂置設計，凸輪軸通過液壓挺桿等機構驅動氣門動作。           凸輪軸的結構     雖然在四沖程發動機里，凸輪軸的轉速是曲軸轉速的一半

2、，但是它的轉速依然很高，而且需要承受很大的轉矩，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，凸輪軸的材質一般是特種鑄鐵，有時也采用鍛剛和合金制造。大多數凸輪軸的內部被制造成中空結構，這不僅可以降低凸輪軸的質量，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，潤滑油由此經過，為凸輪軸、搖臂軸以及搖臂等部件提供潤滑。圖所示是三菱 發動機使用的凸輪軸。圖  1  4G63發動機的凸輪軸      凸輪軸的布置方式   

3、0;  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種（圖），這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   （）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。采用這種布置方式的發動機低轉速時的性能比較好，結構也比較簡單，易于維修，所以在以前很長的時間里一直被廣泛采用。目前已經很少有轎車發動機使用下置凸輪軸和中置凸輪軸，因為在這種布置方式中，凸輪軸與氣門之間的距離比較遠，需要較長的挺桿

4、（圖）配合搖臂等輔助部件來驅動氣門，這就造成了發動機工作時的平順性不佳，而且配氣機構工作時還容易產生噪聲。圖 3  較長的挺桿      在發動機高轉速工作時，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彎曲變形，嚴重時會導致氣門無法開啟等嚴重故障。     （）頂置凸輪軸（）。大多數轎車發動機采用頂置凸輪軸設計。這是因為將凸輪軸設置在發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，發動機的結構可以設計得更加緊湊。頂置凸輪軸通過搖臂或

5、液壓挺桿驅動氣門，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，導致傳動機構的設計比下置凸輪軸的傳動機構復雜。      按照配氣機構包括的凸輪軸數量，頂置凸輪軸可以分為單頂置凸輪軸（）和雙頂置凸輪軸（）。     單頂置凸輪軸（圖）。進氣門和排氣門通過根頂置凸輪軸驅動。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。 

6、 圖  4  單頂置凸輪軸      雙頂置凸輪軸（圖）。雙頂置凸輪軸是從單頂置凸輪軸的基礎上發展而來的。進氣門和排氣門各通過根頂置凸輪軸驅動。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。對于每個氣缸超過個氣門或型氣缸排列的發動機來說，采用雙凸輪軸可以使配氣機構變得相對簡單，而且可以更好地控制氣門的開啟和關閉。圖  5  鏈條轉動的雙頂置凸輪軸     凸輪軸頂置使得凸輪軸和氣門之間的距離變小了，

7、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速發動機。凸輪軸的驅動     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對齒輪傳動，如果傳動齒輪直徑過大，可以再增加個中間惰輪。為了嚙合平穩并降低工作噪聲，正時齒輪大多采用斜齒輪。  &#

8、160;  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。近年來在高轉速發動機上廣泛使用齒形膠帶代替傳動鏈條，但在一些大功率發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動，進氣凸輪軸通過金屬鏈條由排氣凸輪軸驅動，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記（圖）。有些發動機沒有明顯的正時標記，維修人員可以在拆卸凸輪軸之前標記出曲軸和凸輪軸的準

9、確位置，有些發動機則是需要專用工具才能進行正時的調校。圖  6  對準正時標記      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，異響和斷裂發生之前往往先出現異常磨損的癥狀。     （）凸輪軸幾乎位于發動機潤滑系統的末端，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

10、的異常磨損（圖）。圖  7  凸輪軸嚴重磨損     （）凸輪軸的異常磨損會導致凸輪軸與軸承座之間的間隙增大，凸輪軸運動時會發生軸向位移，從而產生異響。異常磨損還會導致驅動凸輪與液壓挺桿之間的間隙增大，凸輪與液壓挺桿結合時會發生撞擊，從而產生異響。     （）凸輪軸有時會出現斷裂等嚴重故障，常見原因有液壓挺桿碎裂或嚴重磨損（圖）、嚴重的潤滑不良、凸輪軸質量差以及凸輪軸正時齒輪破裂等。圖  8  液壓挺桿嚴重磨損   

11、;  （）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。安裝軸承蓋時應注意軸承蓋表面上的方向箭頭和位置號等標記（圖），并嚴格按照規定力矩使用扭力扳手擰緊軸承蓋緊固螺栓。圖  9  注意軸承蓋上的標記      凸輪軸的改裝      為了提升發動機的動力，有些改裝店對發動機的凸輪軸進行了改裝，其中換裝高角度凸輪軸（）是常見的一種改裝方法。這種改裝操作并不復雜，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致發動機的性能惡化。      高角度凸輪軸是相對于普通凸輪軸的°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常可以達到°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