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内部设计

  凸轮轴是属于发动机的配气机构,配气机构是保证发动机在工作中定时将新鲜的可燃混合气充入气缸,并及时将燃烧后的废气排出气缸的机构。它由进气门,排气门,气门挺杆,挺柱,摇臂,凸轮轴等组成,其中凸轮轴因其横截面形状近似桃子,又称桃子轴或偏心轴,是配气机构中的驱动件,专门驱动气门按时开启和关闭。各种车型发动机的凸轮轴的结构大同小异,主要差别在于安装的位置,凸轮的数目和形状尺寸不尽相同,特别是凸轮轴的安装位置,被列为区别发动机构造和性能的重要标志。目前发动机的凸轮安装位置分为下置,中置,顶置三种形式。

  轿车发动机由于转速较快,每分钟转速可达5000转以上,为保证进排气效率,都采用进气门和排气门倒挂的形式,即顶置式气门装置,这种装置都适合用凸轮轴的三种安装形式。但是,如果采用下置式或者中置式的凸轮轴,由于气门与凸轮轴的距离较远需要气门挺杆和挺柱等辅助零件,造成气门传动机件较多,结构复杂,发动机体积大,而且在高速运转下还容易产生噪声,而采用顶置式凸轮轴则可以改变这种现象。所以,现代轿车发动机一般都采用了顶置式凸轮轴,将凸轮轴配置在发动机的上方,缩短了凸轮轴与气门之间的距离,省略了气门的挺杆和挺柱,简化了凸轮轴到气门之间的传动机构,将发动机的结构变得更加紧凑。更重要的是,这种安装方式可以减少整个系统往复运动的质量,提高了传动效率。

  当然,任何事物都有其两面性,顶置凸轮轴一方面缩短了与气门的距离,另一方面却拉大了凸轮轴与曲轴之间的距离。由于凸轮轴是由曲轴带动的,因此两者之间一拉开距离就必须要用链条及链轮做转动,结构比下置式凸轮轴的齿轮啮合传动复杂得多。尽管如此,人们衡量利弊还是喜欢采用顶置式凸轮轴。

  现在,顶置式凸轮轴有多种驱动气门的形式,有用摇臂过渡驱动式,也有直接驱动式,其中直接驱动式对凸轮轴和气门弹簧的设计要求相对较低,往复运动的惯量最少,特别适用于高速运转的轿车发动机上。另外,近年在高速轿车发动机上还广泛采用齿形皮带来代替传动链,这种皮带是用氯丁橡胶制作,混有玻璃纤维和尼龙织物以增加强度。采用齿形皮带代替传动链,可以减少噪声,减轻结构质量的降低成本。

  轿车发动机按照顶置凸轮轴的数目,分为单顶置凸轮轴(SOHC)和双顶置凸轮轴(DOHC),由于中高档轿车发动机一般是多气门及V型气缸排列,需采用双凸轮轴分别控制进排气门,因此双顶置凸轮轴被不少名牌发动机所采用。由于凸轮轴的安装方式直接涉及到整台发动机的构造和性能,因此,顶置凸轮轴也和多气门一样,被视为衡量轿车发动机的一项重要的标志,列入了轿车技术规格表中。

SOHC与DOHC发动机的区别

  SOHC:single overhandcamshaft,表示单顶置凸轮轴发动机,即一个进气门一个排气门。低转速时扭据较同排量DOHC发动机大,爆发力更好。

  DOHC: double overhead camshaft(Twin-cam),表示双顶置凸轮轴发动机,一般每缸有多个气门,普遍是4气门(即2个进气门2个排气门),多气门发动机燃烧更充分,能让更多新鲜空气进入发动机,排放效率更好(结够较SOHC复杂)。通常DOHC有较强的高转速功率是不假,但是其燃油经济性与底转速扭距与同排量的SOHC发动机相差太远。

  相比较DOHC动力一般在40000-4500转或者以上爆发不同的是,SOHC的动力爆发点则要早一些,基本上都处于2500-3500转左右,这样的动力输出对于在城市道路常常走走停停的家用轿车而言是极为有益的,在低转速将发动机扭矩发挥出来,大大的提升了发动机的燃油经济性,同时也就为各位车主节省下了一大笔不需要的燃油费。 很多人往往认为SOHC的设计是落伍的,但也有可圈可点之处

  SOHC 和 DOHC 的比较如下:

  单凸轮轴机械结构简单,问题比较少,低转速扭力较大。单凸轮轴的进排气门开启时间是固定的,但是机械结构简单,维修容易,经济省油都是单凸的优势。

  双凸轮轴因为可以改变汽门重迭角,所以可以发挥出比较大的马力,但是低转速的扭力比较不足而且也因为机械结构的复杂会造成维修上一定的困难。双凸轮轴的技术来自于赛车,主要是可以控制进气门跟排气门的时间差。

  由上可以看出

  SOHC在扭力和油耗上有优势,所以比较适合市区行车,

  DOHC在马力上有优势,所以比较适合高速行驶。

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