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            凸輪軸是什么?關于凸輪軸的詳細介紹

            發布者: admin 發布時間:2021-06-22 15:01 閱讀:

              凸輪軸是一種使發動機氣門在正確的時間打開或關閉的設備,通常應用于各種活塞發動機中。因其橫截面形狀近似桃子,又稱桃形軸或偏心軸,是發動機配氣機構的驅動件,專門驅動氣門按時開啟和關閉。各種發動機的凸輪軸的結構大同小異,主要區別在于其安裝位置,凸輪的數目和形狀尺寸有所差別,特別是安裝位置,是衡量發動機構造和性能的重要標志。目前常用發動機凸輪軸的安裝位置主要有頂置、中置和下置三種形式。
              構造
              凸輪軸主要由凸輪軸頸、偏心輪和螺旋齒輪等組成。
              凸輪軸的整體是一根圓柱形棒體其長度與氣缸度近似相同。軸上套有若干個凸輪,用于驅動氣門的打開和閉合。凸輪軸兩端通過軸頸支撐在凸輪軸軸承座孔內,因此需要合理安排軸頸數目和位置以滿足剛度要求。若凸輪軸剛度不足,工作時很容易發生彎曲變形,影響系統運行。
              選材
              由于凸輪軸在使用過程中對強度和支撐方面的要求很高,其材質一般選用特種鑄鐵,或者是優質碳鋼和合金鋼鍛造。
              凸輪軸桃尖部位的硬度和白口層深度是決定凸輪軸使用壽命和發動機效率的關鍵技術指標。在保證凸輪有足夠高的硬度和相當深的白口層的前提下,還應考慮軸頸沒有較高的碳化物,使其具有較好的切削加工性能。同時,凸輪軸軸頸和凸輪工作表面應該具有的較高的尺寸精度、更小的表面粗糙度和足夠的剛度,以及較高的耐磨性和良好的潤滑。
              工作位置
              目前常用發動機凸輪軸的安裝位置主要有頂置、中置和下置三種形式。
              頂置凸輪軸安置在發動機氣缸蓋上,普通轎車中較為常用。主要優點有:運動件少,凸輪軸至氣門的傳動鏈短,機構剛度大,適用于高速發動機。主要缺點有:凸輪軸與曲軸傳動距離較遠,一般用齒形帶傳動或鏈傳動。
              中置凸輪軸位于發動機氣缸體上部。與凸輪軸下置式相比:可以取消使用推桿或使用較短的推桿,從而減輕了配氣機構的往復運動質量,增大了機構的剛度,更適用于較高轉速的發動機。
              下置凸輪軸位于曲軸箱內。主要優點有:凸輪軸離曲軸很近,一般使用一對齒輪驅動。主要缺點有:運動件多,凸輪軸至氣門的傳動鏈長,整個機構的剛度差,多用于較低轉速發動機。
              傳動
              圓柱齒輪傳動:對于頂置式凸輪軸及下置式凸輪軸大多釆用圓柱形正時齒輪傳動,曲軸上的齒輪經過中間齒輪與凸輪軸齒輪嚙合。正時齒輪一般為斜齒,可以保證嚙合平穩,減少噪音。齒輪用鋼或鑄鐵制造。它的優點是:結構及工藝簡單,拆裝方便,工藝可靠。但對于頂置式凸輪軸采用齒輪傳動時,中間齒輪數多,增加了結構的復雜性和整體重量。
              錐齒輪傳動:這種傳動方式多用于輕型高速大功率內燃機頂置式凸輪軸的傳動上,因為凸輪軸離曲軸較遠,所以采用錐齒輪與立式彈性軸來傳動。它的特點是:結構緊湊可靠,較為復雜,拆裝不方便。
              鏈條式傳動:鏈條式傳動常用于某些頂置式凸輪軸氣閥機構上,能使氣閥機構免受慣性載荷的作用,這種裝置要求鏈條的質量高,工作中鏈條應具有一定的張力,以免發生脫鏈,因此裝有止松鏈輪,調整止松鏈輪的位置即可改變鏈條的張力,它的特點是:工作可靠性好,但耐性不及齒輪傳動裝置。
              失效形式
              凸輪軸的外形輪廓線直接控制發動機氣門的開啟規律和噴油規律。由于氣門的開啟和噴油是間歇性的,因此 凸輪軸表面會受到周期性的沖擊載荷。凸輪軸與推桿滾輪的接觸面構成一對摩擦副。它們之間是線接觸,其表面應力高達3000Mpa一5000Mpa,并且還有一定的相對滑動,因此在正常情況下,也將產生磨損而失效。凸輪軸的失效形式主要是在凸輪表面上出現磨損、擦傷和點蝕。
              生產
              國內廠家生產凸輪軸多采用鋼質鍛造毛壞或合金鑄鐵毛坯經切削加工后,凸輪桃尖部分經高頻淬火形成馬氏體層。如一汽CA1091型汽油機凸輪軸用45;上海汽車鑄造總廠采用殼型加鋼丸填充物生產凸輪軸毛坯,然后凸輪桃尖表面淬火,此法需要投入鋼丸同收設備,工藝較復雜。另一種方法凸輪部位用Cr-Mn-Mo合金涂料進行鑄件表面合金化,獲得一定厚度的白口層,從而保證工作部位的硬度,提高了耐磨性。

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