减小字体增大字体凸轮轴是发动机配气机构的重要组成部分。为了保证发动机工作时能够定时吸入新鲜空气,并及时将燃烧后的废气排出,凸轮轴负责驱动气门按时开启和关闭,有些凸轮轴还具有驱动分电器转动的功能。轿车发动机的转速很高,为了保证进排气效率,气门采用顶置设计,凸轮轴通过液压挺杆等机构驱动气门动作。凸轮轴的结构虽然在四冲程发动机里,凸轮轴的转速是曲轴转速的一半,但是它的转速依然很高,而且需要承受很大的转矩,因此对凸轮轴的强度和可靠支撑方面的要求很高。凸轮轴的主体是1根与气缸组长度相同的圆柱体,上面加工有若干个凸轮,凸轮轴的材质一般是特种铸铁,有时也采用锻刚和合金制造。大多数凸轮轴的内部被制造成中空结构,这不仅可以降低凸轮轴的质量,同时也提高了凸轮轴承受载荷的能力。凸轮轴上还加工有润滑油道,润滑油由此经过,为凸轮轴、摇臂轴以及摇臂等部件提供润滑。图1所示是三菱4G63DOHC发动机使用的凸轮轴。图14G63发动机的凸轮轴凸轮轴的布置方式凸轮轴按照布置位置可以分为下置凸轮轴、中置凸轮轴以及顶置凸轮轴3种(图2),这3种凸轮轴的布置方式各有特点。(左~右下置凸轮轴中置凸轮轴顶置凸轮轴)图2凸轮轴的布置方式(1)下置凸轮轴和中置凸轮轴。下置凸轮轴和中置凸轮轴的布置方式相似。采用这2种布置方式的发动机低转速时的性能比较好,结构也比较简单,易于维修,所以在以前很长的时间里一直被广泛采用。目前已经很少有轿车发动机使用下置凸轮轴和中置凸轮轴,因为在这2种布置方式中,凸轮轴与气门之间的距离比较远,需要较长的挺杆(图3)配合摇臂等辅助部件来驱动气门,这就造成了发动机工作时的平顺性不佳,而且配气机构工作时还容易产生噪声。图3较长的挺杆在发动机高转速工作时,较长的挺杆随着凸轮轴运动时的性能比较差,挺杆在较大载荷的作用下就容易出现弯曲变形,严重时会导致气门无法开启等严重故障。(2)顶置凸轮轴(OHC)。大多数轿车发动机采用顶置凸轮轴设计。这是因为将凸轮轴设置在发动机的上方可以缩短凸轮轴与气门之间的距离,省去了较长的气门挺杆,简化了配气机构,发动机的结构可以设计得更加紧凑。顶置凸轮轴通过摇臂或液压挺杆驱动气门,因此提高了传动效率并降低了工作噪声。顶置凸轮轴也有一些缺点,这是因为虽然顶置凸轮轴与气门之间的距离缩短了,但是凸轮轴与曲轴之间的距离却增加了,因此凸轮轴与曲轴之间的传动金属链条或正时齿形胶带的长度会增加,导致传动机构的设计比下置凸轮轴的传动机构复杂。按照配气机构包括的凸轮轴数量,顶置凸轮轴可以分为单顶置凸轮轴(SOHC)和双顶置凸轮轴(DOHC)。①单顶置凸轮轴(图4)。进气门和排气门通过1根顶置凸轮轴驱动。因为进气门和排气门在进气道中所处位置不同,所以气门开启时刻的精确性会受到影响。图4单顶置凸轮轴②双顶置凸轮轴(图5)。双顶置凸轮轴是从单顶置凸轮轴的基础上发展而来的。进气门和排气门各通过1根顶置凸轮轴驱动。因为可以将进气门和排气门分开来控制,所以气门的开启时刻可以控制得更加精确。对于每个气缸超过2个气门或V型气缸排列的发动机来说,采用双凸轮轴可以使配气机构变得相对简单,而且可以更好地控制气门的开启和关闭。图5链条转动的双顶置凸轮轴