关于发动机凸轮轴
内容
发动机凸轮轴
为了使内燃机稳定运行，每个部分都起着重要的作用。 其中有一个凸轮轴。 考虑其功能是什么，发生什么故障，以及在什么情况下需要更换它。
什么是凸轮轴
在四冲程类型的内燃机中，凸轮轴是一个整体元件，没有它新鲜空气或空气燃料混合物将不会进入气缸。 这是安装在气缸盖中的轴。 需要及时打开进气门和排气门。
每个凸轮轴都有凸轮（水滴形偏心轮）压在活塞从动件上，打开气缸腔内的相应孔。 在经典的四冲程发动机中，总是使用凸轮轴（可以有两个、四个或一个）。
的操作原理
驱动皮带轮（或星号，取决于正时驱动的类型）从凸轮轴的末端固定。 皮带（或链条，如果安装了星号）放在上面，它连接到曲轴的皮带轮或链轮。 在曲轴旋转期间，扭矩通过皮带或链条提供给凸轮轴驱动装置，因此该轴与曲轴同步转动。
凸轮轴的横截面显示其上的凸轮呈水滴状。 当凸轮轴转动时，凸轮的延伸部分推动气门挺杆，打开入口或出口。 当进气门打开时，新鲜空气或空气燃料混合物进入气缸。 当排气门打开时，废气从气缸中排出。
凸轮轴的设计特点使您可以始终在正确的时间打开/关闭气门，确保发动机中的气体高效分配。 因此，这部分被称为凸轮轴。 当轴扭矩发生偏移时（例如，皮带或链条拉长时），气门不会按照气缸中执行的行程打开，从而导致内燃机运行不稳定或不允许其工作。
凸轮轴在哪里？
凸轮轴的位置取决于电动机的设计特征。 在某些修改中，它位于气缸体下方。 发动机的改型更为普遍，其凸轮轴位于气缸盖内（在内燃机顶部）。 在第二种情况下，气体分配机构的维修和调节比第一种情况容易得多。
改型的V形发动机配备了正时皮带，该皮带位于气缸体的塌陷中，有时单独的气缸体也配备有自己的气体分配机构。 凸轮轴本身通过轴承固定在壳体中，从而使其能够持续平稳地旋转。 在水平对置发动机中，内燃机的设计不允许安装一个凸轮轴。 在这种情况下，每侧都安装了一个单独的气体分配机构，但是它们的工作是同步的。
凸轮轴功能
凸轮轴-定时元件（气体分配机构）。 它确定发动机的循环顺序并同步气门的打开/关闭，这些气门将空气燃料混合物供入气缸并排出废气。
气体分配机构根据以下原理工作。 在启动发动机时，启动器会曲柄 骨头轴。 凸轮轴由链条，安装在曲轴皮带轮或齿轮上的皮带驱动（在许多美国老式汽车中）。 进气门在气缸中打开，汽油和空气的混合物进入燃烧室。 同时，曲轴传感器向点火线圈提供脉冲。 它产生的放电 火花塞.
等到出现火花时，气缸中的两个阀都关闭，燃油混合物被压缩。 在点火期间，产生能量并且活塞向下移动。 因此，曲轴旋转并使凸轮轴运动。 此时，他打开排气门，燃烧过程中的废气通过排气门排出。
凸轮轴始终在特定时间段内以标准高度打开所需的气门。 由于其形状，该元件可在电动机中提供稳定的周期变化周期。
该视频显示了阀门开启和关闭阶段的详细信息及其设置：
根据发动机的修改，可以在其中安装一个或多个凸轮轴。 在大多数车辆中，该零件位于气缸盖中。 它由曲轴的旋转驱动。 这两个元素使用皮带，正时链条或齿轮连接。
最常见的是，单个凸轮轴配备了带有直列气缸的直列发动机。 这些发动机中的大多数每个气缸都有两个气门（一个进气口和一个排气口）。 还进行了修改，每个气缸有三个阀（进口处两个，出口处一个）。 两个轴通常配备发动机，每个气缸中有4个气门。 在相对的内燃发动机中，还安装了两个V型V形凸轮轴。
带有单个凸轮轴的电机设计简单，从而在制造过程中降低了单位成本。 这样的修改更易于维护。 它们始终安装在廉价汽车上。
在更昂贵的发动机改装上，一些制造商安装了第二个凸轮轴以减轻负载（与单轴正时选项相比），而在某些ICE型号中，则提供了气体分配的相移。 通常，在运动特性必须不同的汽车中会发现这种系统。
凸轮轴始终将气门打开一段时间。 为了提高发动机在较高速度下的效率，必须更改此间隔（发动机需要更多的空气）。 但是，随着气体分配机构在曲轴转速增加时的标准设置，进气阀会在所需量的空气进入腔室之前关闭。
同时，如果您安装了运动型凸轮轴（凸轮将进气门打开得更长一些并且到达不同的高度），则在低发动机转速下，即使在排气门关闭之前，进气门也很可能会打开。 因此，部分混合物会掉入排气系统。 结果，低速时的功率损失和增加的排气毒性。
实现此效果的最简单方案是将具有曲柄功能的凸轮轴相对于曲轴成一定角度安装。 该机构允许进气门和排气门的早期和晚期关闭/打开。 最高转速为3500时，它将处于一个位置，当超过此阈值时，轴将旋转一点。
每个为其汽车配备此类系统的制造商都会在技术文档中注明自己的标记。 例如，本田指定VTEC或i-VTEC，现代指定CVVT，菲亚特-MultiAir，马自达-S-VT，宝马-VANOS，奥迪-Valvelift，大众-VVT等。
迄今为止，为了提高动力装置的性能，正在开发电磁和气动无凸轮气体分配系统。 到目前为止，这样的修改对于制造和服务而言都是非常昂贵的，因此它们尚未安装在量产车上。
除了分配发动机循环之外，该零件还驱动其他设备（取决于电动机的修改），例如油泵和燃油泵以及分配轴。
凸轮轴设计
凸轮轴是通过锻造，整体铸造，中空铸造和管状修改制成的。 更改创作技术的目的在于促进设计以获得最大的发动机效率。
凸轮轴以杆的形式制成，其上具有以下元件：
- 袜子 这是制作键槽的轴的前部。 同步皮带轮安装在此处。 如果是链传动，则在其位置安装一个星号。 该零件用端螺栓固定。
- Epiploon的脖子。 油封连接到其上，防止润滑剂从机构中泄漏。
- 支撑脖子。 这种元件的数量取决于杆的长度。 支撑轴承安装在其上，可减少杆旋转过程中的摩擦力。 这些元件安装在气缸盖的相应凹槽中。
- 摄像头。 这些是冻结液滴形式的突起。 在旋转过程中，它们推动连接到摇臂的杆（或气门推杆本身）。 凸轮的数量取决于气门的数量。 它们的大小和形状会影响阀门打开的高度和持续时间。 峰值越尖锐，阀门关闭越快。 反之亦然-柔和的边缘会使阀门保持打开状态。 凸轮轴越细，气门将越低，这将增加燃油量并加速废气排放。 根据凸轮的形状，确定气体分配阶段的类型（窄-低转速，宽-高转速）。
- 石油渠道。 轴的内部有一个通孔，通过该通孔将油供应到凸轮（每个凸轮都有一个小出口）。 这防止了推杆的过早擦除和凸轮平面上的产生。
如果在电动机的设计中使用单个凸轮轴，则其中的凸轮要布置成使一组移动进气门，而稍微偏置一组-排气。 在发动机中，其汽缸配有两个进气门和两个排气门，并安装了两个凸轮轴。 在这种情况下，一个打开进气门，另一个打开排气。
类型
基本上，凸轮轴彼此之间没有本质区别。 不同发动机的气体分配机制完全不同。 例如，在ONS系统中，凸轮轴安装在气缸盖内（缸体上方），直接驱动气门（或通过推杆、液压挺杆）。
在 OHV 型气体分配机构中，凸轮轴位于气缸体底部的曲轴旁边，通过推杆驱动气门。 根据正时的类型，每个气缸组可以安装一个或两个凸轮轴在气缸盖中。
凸轮轴的不同之处在于凸轮的类型。 有些具有更细长的“水滴”，而另一些则相反，具有更细长的形状。 这种设计提供了不同幅度的阀门运动（有些具有更长的打开间隔，而另一些则打开更长）。 凸轮轴的这些特征通过改变 VTS 供应的扭矩和数量为调整发动机提供了充足的机会。
在调整凸轮轴中有：
- 草根。 在较低的转速下为电机提供最大扭矩，非常适合城市驾驶。
- 中下。 这是中低转速之间的中庸之道。 该凸轮轴常用于飙车机器。
- 马。 在带有这种凸轮轴的电机中，最大扭矩可在最大转速下获得，这对汽车的最大速度（在高速公路上行驶）具有积极影响。
除了运动型凸轮轴外，还有一些改装可以打开两组气门（在适当的时候同时打开进气门和排气门）。 为此，凸轮轴上使用了两个凸轮组。 DOHC 正时系统具有单独的进气和排气凸轮轴。
凸轮轴传感器负责什么
在带有化油器的发动机中，分配器连接到凸轮轴，分配器确定在第一个气缸中执行哪个阶段-进气口或排气口。
喷射ICE中没有分配器，因此，凸轮轴位置传感器负责确定第一个气缸的相位。 它的任务与曲轴传感器的功能不同。 同步带旋转一整圈后，曲轴将绕其轴旋转两次。
DPKV固定第一个气缸的活塞的TDC，并推动火花塞放电的形成。 DPRV向计算机发送信号，此时您需要在第一个气缸上加燃料和火花。 其余汽缸中的循环根据发动机的设计交替发生。
凸轮轴传感器由磁铁和半导体组成。 在安装传感器的区域的正时轴上有一个基准（小金属齿）。 在旋转过程中，该元件经过传感器，由于该元件中的磁场关闭，因此产生了一个脉冲，该脉冲会传给计算机。
电子控制单元捕获脉冲速度。 据他们介绍，当他在第一个气缸中时，他被引导来供应和点燃混合燃料。 如果安装两个轴（每个进气冲程一个，另一个-排气），则将分别安装在传感器上。
如果传感器出现故障怎么办？ 该视频专门针对此问题：
如果电动机配备了可变气门正时系统，则计算机将根据脉冲频率确定气门打开/关闭的脉冲频率。 在这种情况下，发动机将配备一个附加装置-移相器（或液压离合器），该装置通过摇动凸轮轴来改变打开时间。 如果霍尔传感器（或凸轮轴）有故障，则气门正时不会改变。
柴油发动机中DPRV的工作原理不同于汽油类似物中的使用。 在这种情况下，它在压缩燃料混合物时将所有活塞的位置固定在上止点。 这使您可以更准确地确定凸轮轴相对于曲轴的位置，从而稳定了柴油机的运行并促进了柴油机的启动。
在这种传感器的设计中增加了其他传感器，这些传感器在母盘上的位置与单独气缸中特定阀门的斜率相对应。 此类元件的设备可能会有所不同，具体取决于不同制造商的专有开发。
发动机中凸轮轴的放置类型
根据发动机的类型，它可以包含一个，两个或什至四个轴的气体分配机构。 为了更容易确定正时类型，汽缸盖罩上贴有以下标记：
- SOHC。 它将是一个直列或V形发动机，每个气缸两个或三个气门。 在其中，凸轮轴将成一排。 在其核心处有凸轮，这些凸轮控制进气阶段，并略微移位-造成排气阶段。 对于V形电机，将有两个这样的轴（每排气缸一个）或一个（放置在两排之间的外倾角中）。
- DOHC。 该系统与前一个系统的不同之处在于，一排气缸上有两个凸轮轴。 在这种情况下，它们各自负责一个独立的阶段：一个阶段负责入口，另一个阶段负责出口。 单排轴电动机将有两个，而V形电动机将有四个。 该技术使您可以减少轴上的负载，从而增加了资源。
气体分配机构的不同之处还在于：
- 侧面（或底部）（OHV 或“Pusher”发动机）。 这是化油器发动机中使用的一项旧技术。 这种类型的优点之一是运动元件（直接位于发动机曲轴箱中）易于润滑。 主要缺点是维护和更换复杂。 在这种情况下，凸轮压在摇杆推动器上，并将运动传递给阀门本身。 这种对电机的修改在高速下是无效的，因为它们包含大量的阀门开启时间控制。 由于惯性增加，气门正时的准确性受到影响。
- 鞋面（OHC）。 这种定时设计用于现代发动机。 本机易于维护和修理。 缺点之一是复杂的润滑系统。 油泵必须产生稳定的压力，因此必须密切监视更换机油和过滤器的间隔（描述确定此类工作的时间表时应注意的重点） 这里） 这种设备允许使用更少的附加部件。 在这种情况下，凸轮直接作用在气门从动件上。
如何检测凸轮轴缺陷
凸轮轴故障的主要原因是缺油。 可能由于不良而发生 过滤器状态 或该电机的机油是否不合适（通过何种参数选择了润滑剂，请 单独的文章） 如果遵守维护间隔，则正时轴的使用寿命将与整个发动机一样长。
常见的凸轮轴问题
由于零件的自然磨损和驾驶者的疏忽，可能会发生凸轮轴的以下故障。
- 附件损坏-驱动齿轮，皮带或正时链条。 在这种情况下，轴将无法使用，需要更换。
- 在支撑轴颈上磨损并在凸轮上工作。 切屑和凹槽是由于过大的负载而出现的，例如由于阀门调整不当而造成的。 在旋转过程中，凸轮和推动器之间增加的摩擦力会增加组件的热量，从而破坏油膜。
- 油封泄漏。 这是由于电动机的停机时间延长导致的。 随着时间的流逝，橡胶密封件失去其弹性。
- 轴变形。 由于电机过热，金属元件可能在重负载下弯曲。 通过在发动机中出现额外的振动来检测这种故障。 通常，此问题不会持续很长时间-由于强烈的晃动，相邻零件将迅速失效，并且需要将电动机送去进行大修。
- 安装不正确。 这本身不是故障，但是由于不遵守拧紧螺栓和调整相位的标准，内燃机将很快变得一文不值，并且需要进行“注资”。
- 材料质量差会导致轴本身损坏，因此，在选择新的凸轮轴时，不仅要注意其价格，而且还要注意制造商的声誉，这一点很重要。
如何从视觉上确定凸轮磨损-如视频所示：
一些驾驶者试图通过抛光损坏的区域或安装其他衬套来消除正时轴的某些故障。 在这种维修工作中没有意义，因为在进行维修时不可能达到使设备平稳运行所需的精度。 如果凸轮轴出现问题，专家建议立即更换新的凸轮轴。
如何选择凸轮轴
必须根据更换原因选择新的凸轮轴：
- 用新零件替换损坏的零件。 在这种情况下，将选择类似的模型来代替失败的模型。
- 发动机的现代化。 对于跑车，特殊的凸轮轴与可变气门正时系统结合使用。 日常驾驶电动机也正在升级，例如通过安装非标准凸轮轴来调整相位来增加动力。 如果没有从事此类工作的经验，则最好将其委托给专业人员。
为特定发动机选择凸轮轴定制时，我应该重点关注什么？ 主要参数是外倾角，最大气门升程和重叠角。
要查看这些指标如何影响发动机性能，请参见以下视频：
新凸轮轴的成本
与整个发动机的大修相比，更换凸轮轴的成本可忽略不计。 例如，家用车的新轴成本约为25美元。 对于某些车间的气门正时调整，需要70立方米 对于电动机及其零件的大修，您将需要支付大约250美元（这是在车库维修站中）。
如您所见，最好按时进行维护，不要使电动机承受过多的负载。 然后他将为他的主人服务多年。
首选哪个品牌
凸轮轴的工作资源直接取决于制造商在制造此零件时使用的优质材料。 软金属会磨损更多，并且过热的金属会破裂。
最高质量和最可靠的选择是OEM公司。 这是一家各种原始设备的制造商，其原始产品可能会以不同的品牌名称出售，但文档会指出该零件是OEM。
在该制造商的产品中，您可以找到任何汽车的零件。 诚然，与特定品牌的类似产品相比，这种凸轮轴的成本将非常昂贵。
如果您需要使用更便宜的凸轮轴，那么一个不错的选择是：
- 德国品牌Ruville；
- 捷克制造商ET Engineteam；
- 英国品牌AE；
- 西班牙公司Ajusa。
从列出的制造商处选择凸轮轴的缺点是，在许多情况下，它们不会为特定型号创建零件。 在这种情况下，您将需要购买原件或与受信任的特纳公司联系。
问题与解答：
曲轴和凸轮轴如何工作？ 曲轴通过推动气缸中的活塞来工作。 正时凸轮轴通过皮带连接到它。 曲轴旋转两圈，凸轮轴旋转一圈。
曲轴和凸轮轴有什么区别？ 旋转的曲轴驱动飞轮旋转（然后扭矩传递到变速器和驱动轮）。 凸轮轴打开/关闭正时阀。
凸轮轴的类型有哪些？ 有草根、骑行、调音和运动凸轮轴。 它们在驱动阀门的凸轮的数量和形状上有所不同。
