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顶置凸轮轴为啥传动效率更高?来学习下

卡车之家
翟鑫

一个专注卡车领域20年的服务工作者。

在选购车辆时,卡友们经常会听到销售人员这样的解说:”我们的发动机采用的是顶置凸轮轴设计,传动效率更高”。

或者说:”凸轮轴传动方式是正时齿轮传动,可有效避免因皮带断裂造成车辆无法行走的故障发生”。当听到这些说词时,我相信,部分卡友肯定听的是云里雾里,似懂非懂。

今天,我们就一起来学习下,凸轮轴的三种放置位置和传动方式,以及它们各自不同的特点。

凸轮轴放置位置不同 可分三种不同形式

顶置凸轮轴为啥传动效率更高?来学习下

配气机构中凸轮轴的三种放置位置

在发动机的配气机构中,凸轮轴时一个很重要的零部件。

它的主要作用是,控制气门的开启和闭合动作,从而保证发动机工作时能够定时的吸入新鲜空气,和及时的将燃烧后的废弃排出。

凸轮轴按照装置的位置不同可以分为顶置凸轮轴,中置凸轮轴,和底置凸轮轴三种形式。

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锡柴6DM2型发动机就是顶置凸轮轴设计

顶置凸轮轴是将凸轮轴放置在汽缸盖内,燃烧室之上,直接驱动摇臂和气门,而不必通过较长的推杆就可以工作。

在柴油发动机中,解放锡柴6DM2型,东风天龙旗舰康明斯ISZ发动机和重汽MC11系列发动机 都是采用了单顶置凸轮轴设计。

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单顶置凸轮轴驱动摇臂动作

这种单顶置凸轮轴设计,适合于高转速发动机。由于配气机构结构紧凑,配件较少,因此它的传递效率更高,也有利于降低噪音。

不足之处,由于凸轮轴和曲轴位置较远,因此在控制气门的精度上就需要更高的要求,需要更精确的控制好气门的开闭时间。

中置凸轮轴,在重型柴油发动机中并不多见,发动机把凸轮轴的位置放置在发动机的中部。有些中置式凸轮轴是没有挺杆的,直接通过挺柱控制摇臂,这样就减少了传动机构的质量,提高效率。

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东风雷诺底置凸轮轴放置位置

底置凸轮轴设计在柴油机系统中见的比较多,东风雷诺dCi发动机,老款康明斯B,C,L机型,潍柴WP12机型都是采用这种设计。

这种设计一般用在低转速发动机上,可以保证最大扭矩输出。结构简单,可靠性高的特点,适合于大排量发动机。

动力由曲轴传递到凸轮轴三种形式 各有优缺特点

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曲轴到凸轮轴三种动力传动方式

按照曲轴与凸轮轴之间的传动方式的不同,也可以分为三种传递方式:齿轮传动,链条传动,齿型皮带传动。

顶置凸轮轴为啥传动效率更高?来学习下

顶置凸轮轴为啥传动效率更高?来学习下

锡柴正时齿轮传动方式

圆柱齿轮传动,采用圆柱形正时齿轮传动,曲轴齿轮经过中间齿轮与凸轮轴啮合来传递动力。在柴油发动机中,不管是雷诺还是锡柴,曲轴和凸轮轴之间动力传动都是通过圆柱齿轮传动的。

正时齿轮传动的优点:配气相位准确,工作性可靠,耐久性好;

缺点是:噪音和磨损都较大,空间布置困难,一般齿轮可以用斜齿,来提高工作的稳定性能。

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福康ISF2.8链式传动发动机

在柴油小排量发动机中,凸轮轴上置式配气机构中,主要以链条传动和齿形带传动居多。其中福田康明斯ISF2.8和江淮2.7TC1型发动机采用的就是链式传动方式。

链条传动优点:空间布置自由度大,对机型变化适应性强,制造成本低,维修方便;

缺点:链条容易松弛,配气相位容易变化,需要定期调整,耐久性较差。

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带式传动方式

使用带式传动的发动机比较多,例如:江铃JX493ZLQ4,上柴SC28R,福田4J28等发动机都是采用带式传动。

使用带传动可以兼顾齿轮传动和带传动的双重优点,空间布置自由度大,和配气相位准确。

但缺点也比较明显,皮带容易松弛,而且工作性能随温度变化也较大,工作可靠和耐久性是都较差。

好了,通过上面的介绍,现在我们就明白了,顶置凸轮轴,齿轮正时传动的是什么东东了,当再次选购发动机时,就能够根据它们各自的特点,选择处适合自己使用的发动机了。(文/卡车之家特约作者:翟鑫)

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