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凸轮轴的布置形式有哪些

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凸轮轴的布置形式主要有以下三种,各有其特点和适用场景:

一、顶置凸轮轴(Overhead Camshaft, OHC)

结构特点

凸轮轴位于气缸盖顶部,通过齿轮或链条与曲轴直接传动,气门位于燃烧室正上方。这种布局简化了传动链,减少了运动部件数量。

优点

- 传动链短,刚度大,减少故障概率;

- 气门位于燃烧室正上方,易形成进气涡流,提升进气效率;

- 适合高转速发动机,降低机械噪音。

缺点

- 需要液压挺柱或链条传动,结构复杂度较高;

- 部分车型需调整气门间隙,维护成本较高。

应用场景

- 现代主流轿车、SUV及高性能发动机普遍采用顶置设计。

二、中置凸轮轴(Mid-Engine)

结构特点

凸轮轴位于气缸体中部,通过推杆或齿轮与曲轴传动,气门位置介于曲轴与气缸盖之间。

优点

- 减少传动部件(如长推杆),降低故障概率;

- 便于维修和保养。

缺点

- 传动链较长,刚度相对较低,易受外力影响;

- 需要占用更多发动机舱空间。

应用场景

- 早期汽车、部分轻型车及特殊车型采用中置设计。

三、底置凸轮轴(Under-Engine)

结构特点

凸轮轴位于曲轴箱下方,通过齿轮或链条与曲轴传动,气门靠近气缸体底部。

优点

- 结构简单,成本较低;

- 适合低速、低功率发动机。

缺点

- 传动链长,刚度差,易产生共振;

- 气门位置较低,进气效率较低。

应用场景

- 低速货车、工程机械及部分复古车型采用底置设计。

补充说明

单凸轮轴(SOHC)与双凸轮轴(DOHC):

SOHC:每个气缸盖1根凸轮轴,结构简单、成本低,但气门控制能力较弱,适用于普通家用车;

DOHC:每个气缸盖2根凸轮轴,气门控制更精准、性能更高,但成本和复杂性显著增加,常见于中高端车型。

传动方式

顶置和中置常配液压挺柱实现气门间隙自动调整,底置多依赖机械结构。

综上,选择凸轮轴布置形式需结合发动机性能需求、成本预算及车辆定位。