如果您已经阅读了这篇文章汽车发动机的工作方式,您知道使空气/燃料混合物进入发动机和排气发动机的阀门。凸轮轴使用裂片(称为凸轮)推向阀门旋转时打开它们;阀门上的弹簧将它们返回其封闭位置。这是一项关键的工作,可以以不同的速度对发动机的性能产生重大影响。在本文的下一页上,您可以看到我们构建的动画,以真正向您展示性能凸轮轴和标准凸轮之间的区别。
在本文中,您将了解凸轮轴如何影响发动机性能。我们有一些很棒的动画,向您展示了不同的引擎布局单个高架凸轮(SOHC)和双顶凸轮(dohc),真的有效。然后,我们将仔细研究一些汽车调整凸轮轴的几种整洁方法,以便可以更有效地处理不同的发动机速度。
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让我们从基础开始。
凸轮轴基础知识
任何凸轮轴的关键部分是叶。随着凸轮轴的旋转,裂片随着活塞的运动而打开并关闭摄入阀和排气阀。事实证明,凸轮裂片的形状与发动机以不同速度范围的性能之间存在直接关系。
为了理解为什么是这种情况,请想象我们的运行非常缓慢 - 每分钟仅10或20转(RPM) - 这样可以花几秒钟才能完成一个周期。实际运行正常引擎是不可能的,但是让我们想象我们可以。在这种缓慢的速度下,我们希望凸轮裂片形状,以便:
- 就像活塞开始在进气冲程中向下移动(称为顶部死亡中心或TDC),进气门会打开。当活塞触底时,进气阀将恰好关闭。
- 当活塞向下熄灭时,排气门将右开(称为底部死亡中心,或BDC)在燃烧行程结束时,将在活塞完成排气中风时关闭。
只要它以非常慢的速度运行,这种设置就可以很好地工作。但是,如果您增加了RPM,会发生什么?让我们找出答案。
当您增加RPM时,凸轮轴的10到20 rpm配置不正常。如果发动机以4,000 rpm的速度运行,则阀门每分钟打开和关闭2,000次,或每秒33次。在这些速度下,活塞的移动非常快,因此涌入气缸的空气/燃料混合物也很快移动。
当进气门打开并开始其进气冲程时,进气管中的空气/燃料混合物开始加速进入气缸。当活塞到达进气冲程的底部时,空气/燃料正在以相当高的速度移动。如果我们要猛击关闭进气门,那么所有的空气/燃料都将停止而不进入气缸。通过使进气门打开更长的时间,随着活塞开始压缩冲程,快速移动的空气/燃料的动量继续迫使空气/燃料进入气缸。因此,发动机速度越快,空气/燃料移动的速度越快,我们希望进气门保持打开状态的时间越长。我们还希望阀门以更高的速度打开更宽 - 此参数称为阀升,由凸轮叶轮廓管理。
下面的动画显示了如何常规凸轮和性能凸轮有不同的阀门正时。请注意,排气(红色圆圈)和进气(蓝色圆圈)循环在性能凸轮上的重叠更多。因此,具有这种凸轮类型的汽车往往会在空闲时大致运行。
任何给定的凸轮轴都只能在一个发动机速度下才是完美的。在其他所有发动机速度下,发动机都不会发挥其全部潜力。一个固定凸轮轴因此,永远是妥协。这就是为什么随着发动机速度变化,汽车制造商开发了用于改变凸轮轮廓的方案的原因。
发动机上有几种不同的凸轮轴布置。我们将讨论一些最常见的。您可能听说过术语:
- 单个高架凸轮(SOHC)
- 双顶凸轮(DOHC)
- 推杆
在下一节中,我们将查看这些配置中的每一种。
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