18新利最新登入凸轮轴工作原理

作者:卡里姆·尼斯|
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凸轮轴

如果你读过这篇文章18新利最新登入汽车发动机的工作原理你应该知道那些让空气/燃料混合物进入发动机并将废气排出发动机的阀门。凸轮轴使用叶(称为摄像头),在凸轮轴旋转时推动阀门打开;阀门上的弹簧使阀门恢复到关闭位置。这是一项至关重要的工作,在不同速度下会对发动机的性能产生很大影响。在本文的下一页,您可以看到我们构建的动画,真正向您展示性能凸轮轴和标准凸轮轴之间的区别。18新利最新登入

在本文中,您将了解凸轮轴是如何影响发动机性能的。18新利最新登入我们有一些很棒的动画向你展示不同的引擎布局,比如18新利最新登入单顶置凸轮(SOHC)和双顶置凸轮(DOHC),真的有用。然后,我们将介绍一些巧妙的方法,一些汽车调整凸轮轴,使其能够更有效地处理不同的发动机转速。

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让我们从基础开始。

凸轮轴基础知识

任何凸轮轴的关键部件都是凸轮轴.当凸轮轴旋转时,各叶瓣随着活塞的运动及时打开和关闭进气阀和排气阀。事实证明,凸轮叶的形状和发动机在不同速度范围内的表现方式之间有直接关系。

为了理解为什么会出现这种情况,想象一下,我们让发动机运行得非常慢——每分钟只有10或20转(RPM)——以至于活塞需要几秒钟才能完成一个循环。正常的发动机不可能运行得这么慢,但让我们想象一下。在这个缓慢的速度,我们会想凸轮叶形状,使:

  • 当活塞在进气冲程中开始向下运动时(称为上死点或上死点)TDC),进气阀便会打开。进气阀将关闭的权利,活塞底部。
  • 排气阀将打开右活塞底部(称为底部死中心,或下死点)在燃烧行程的末尾,并在活塞完成排气行程时关闭。

只要引擎以非常慢的速度运行,这种设置就会很好地工作。但是如果你增加转速会发生什么呢?让我们一探究竟。

当你提高转速时,凸轮轴的10到20转配置不能很好地工作。如果发动机以4000转/分的速度运行,阀门每分钟打开和关闭2000次,或每秒33次。在这样的速度下,活塞移动得非常快,所以进入气缸的空气/燃料混合物也移动得非常快。

当进气阀打开,活塞开始进气冲程时,进气流道中的空气/燃料混合物开始加速进入气缸。当活塞到达进气行程的底部时,空气/燃料以相当高的速度移动。如果我们猛地关上进气阀,所有的空气/燃料就会停止,而不会进入气缸。通过延长进气阀的开启时间,当活塞开始压缩行程时,快速移动的空气/燃料的动量继续迫使空气/燃料进入气缸。因此,发动机的速度越快,空气/燃料移动的速度就越快,我们希望进气门打开的时间就越长。我们还希望阀门在更高的速度下打开得更大——这个参数称为气门升程,由凸轮叶剖面控制。

下面的动画展示了a18新利最新登入常规的凸轮和一个性能凸轮有不同的阀门正时。请注意,排气(红圈)和进气(蓝圈)循环在性能凸轮上重叠得更多。正因为如此,汽车与这种类型的凸轮往往运行非常粗略闲置。

任何给定的凸轮轴都只能在一种发动机转速下是完美的。在任何其他发动机转速下,发动机都无法发挥其全部潜力。一个固定凸轮轴因此,总是一种妥协。这就是为什么汽车制造商制定了随着发动机转速变化而改变凸轮轮廓的方案。

在发动机上有几种不同的凸轮轴排列方式。我们将讨论一些最常见的。你可能听说过这样的术语:

  • 单顶置凸轮(SOHC)
  • 双顶置凸轮(DOHC)
  • 推杆

在下一节中,我们将研究每一种构型。

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凸轮轴配置

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活塞撞击阀门造成的损坏

单顶置凸轮

这样的排列表示有每头一个凸轮.所以如果是直列4缸或直列6缸发动机,它将有一个凸轮;如果它是V-6或V-8,它将有两个凸轮(每个头部一个)。

凸轮驱动摇臂,摇臂向下按压阀门,打开阀门。弹簧将阀门恢复到关闭位置。这些弹簧必须非常坚固,因为在发动机高速运转时,气门会被快速下压,正是这些弹簧使气门与摇臂保持接触。如果弹簧不够结实,阀门可能会从摇臂上脱落并弹回。这是一个不受欢迎的情况,将导致额外的磨损凸轮和摇臂。

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单顶置凸轮

在单顶置凸轮和双顶置凸轮发动机上,凸轮是由曲轴驱动的,通过一根称为凸轮的皮带或链条正时皮带定时链.这些皮带和链条需要定期更换或调整。如果正时带断裂,凸轮将停止旋转,活塞可能会击中打开的阀门。

双顶置凸轮

双顶置凸轮发动机有每人两个摄像头.直列发动机有两个凸轮,V型发动机有四个。通常,双顶置凸轮用于每个气缸有四个或更多气门的发动机——一个凸轮轴根本无法容纳足够的凸轮叶来驱动所有这些气门。

使用双顶置凸轮的主要原因是允许更多的进气阀和排气阀。更多的阀门意味着进气和废气可以更自由地流动,因为有更多的开口让它们流过。这增加了发动机的动力。

本文将介绍的最后一种配置是推杆发动机。

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推杆发动机

推杆发动机

像SOHC和DOHC发动机一样,推杆发动机的气门位于缸体上方的顶部。关键的区别在于推杆发动机上的凸轮轴在发动机缸体内,而不是在脑子里。

凸轮驱动长杆,长杆向上穿过块体,进入头部,移动摇杆。这些长杆增加了系统的质量,从而增加了阀门弹簧上的负荷。这可以限制推杆发动机的速度;顶置凸轮轴从系统中消除了推杆,是发动机技术之一,使更高的发动机速度成为可能。

推杆发动机

推杆式发动机中的凸轮轴常由齿轮或者一条短链。齿轮传动通常比皮带传动更不易损坏,皮带传动常用于顶置凸轮发动机。

设计凸轮轴系统的一件大事是改变每个阀门的正时。我们将在下一节中研究阀门正时。

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可变阀时

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一些法拉利上使用的可变凸轮系统

汽车制造商有几种新颖的方法来改变气门正时。一些本田发动机上使用的一个系统被称为VTEC

VTEC(可变气门正时和升力电子控制)是一些本田发动机的电子和机械系统,允许发动机有多个凸轮轴。VTEC发动机有一个额外的进气凸轮与自己的摇杆,它跟随这个摄像头。这个凸轮上的轮廓保持进气阀打开的时间比其他凸轮轮廓更长。在低发动机转速时,这个摇臂不连接到任何阀门。在发动机高速运转时,活塞将额外的摇臂锁在控制两个进气门的两个摇臂上。

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一些汽车使用的设备可以做到这一点提前阀门正时.这并不能使阀门打开的时间更长;相反,它稍后打开它们,稍后关闭它们。这是通过将凸轮轴向前旋转几度来实现的。如果进气阀通常在上止点前10度开启,上止点后190度关闭,则总持续时间为200度。打开和关闭的时间可以通过一种机制来改变,这种机制可以使凸轮在旋转时向前旋转一点。所以阀门可能在上止点后10度开启在上止点后210度关闭。晚20度关闭阀门是好的,但如果能延长进气阀打开的时间就更好了。

法拉利有一种非常简洁的方法。一些法拉利发动机的凸轮轴被切割三维剖面它随凸轮叶的长度而变化。凸轮叶的一端是最不具攻击性的凸轮轮廓,而另一端是最具攻击性的凸轮轮廓。凸轮的形状平滑地将这两个轮廓融合在一起。一个机构可以横向滑动整个凸轮轴,使气门与凸轮的不同部分接合。轮轴仍然像普通凸轮轴一样旋转,但随着发动机转速和负载的增加,轮轴可以逐渐横向滑动,从而优化气门正时。

几家发动机制造商正在试验一种系统,这种系统将允许无限变化的气门正时。例如,假设每个阀门上都有一个电磁阀,可以通过计算机控制而不是依靠凸轮轴来打开和关闭阀门。使用这种类型的系统,您将获得最大的发动机性能在每转。未来值得期待的事情……

有关凸轮轴,阀门正18luck手机登录时和相关主题的更多信息,请查看下面的链接。

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最初发表于2000年12月13日

凸轮轴常见问题解答

凸轮轴传感器是做什么的?
凸轮轴传感器向发动机提供有关空气、燃料和火花点火18luck手机登录的部件和条件的信息。
凸轮轴能增加马力吗?
是的,凸轮轴可以使发动机的马力增加50马力。
凸轮轴坏的迹象有哪些?
凸轮轴故障的迹象包括检查发动机指示灯亮起,车辆不像以前那样行驶(大致空转,缓慢加速,熄火或汽油里程减少),或者车辆根本无法启动。
凸轮轴在柴油机中的作用是什么?
凸轮轴在汽油发动机和柴油发动机中都具有相同的功能,但由于柴油发动机需要大量的压缩,凸轮轴的持续时间往往较短。18新利最新登入
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