vvt发动机原理

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1、什么是 VVT3.1 可变气门正时系统3.1.1 概述 近几十年来，基于提高汽车发动机动力性、经济性和降低排污的要求，许多国家 和发动机厂商、科研机构投入了大量的人力、物力进行新技术的研究与开发。目 前，这些新技术和新方法，有的已在内燃机上得到应用，有些正处于发展和完善 阶段，有可能成为未来内燃机技术的发展方向。发动机可变气门正时技术（VVT, Variavle Valve Timing）是近些年来被逐渐应用 于现代轿车上的新技术中的一种，发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充 量,使充量系数增加,发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。3.1.2 可变气门正时理论合理选择配气正时，保证最好

2、的充气功率hv,是改善发动机性能极为重要的技 术问题。分析内燃机的工作原理,不难得出这样的结论：在进、排气门开闭的四 个时期中进气门迟闭角的改变对充气效率 hv 影响最大。进气门迟闭角改变对充 气效率hv和发动机功率的影响关系可以通过图1进一步给以说明。图1中每条充气效率hv曲线体现了在一定的配气正时下，充气效率hv随转速变 化的关系。如迟闭角40时，充气效率hv是在约1800r/min的转速下达到最高值， 说明在这个转速下工作能最好的利用气流的惯性充气。当转速高于此转速时,气 流惯性增加，就使一部分本来可以利用气流惯性进入汽缸的气体被关在汽缸之 外，加之转速上升，流动阻力增加，所以使充气效率

3、 hv 下降。当转速低于此转 速时，气流惯性减小，压缩行程初始时就可能使一部分新鲜气体被推回进气管， 充气效率hv也下降。图中不同充气效率hv曲线之间，体现了在不同的配气正时下，充气效率hv随转 速变化的关系。不同的进气迟闭角与充气效率 hv 曲线最大值相当的转速不同， 一般迟闭角增大，与充气效率 hv 曲线最大值相当的转速也增加。迟闭角为 40 与迟闭角为60的充气效率hv曲线相比，曲线最大值相当的转速分别为1800r/min 和2200r/min。由于转速增加，气流速度加大，大的迟闭角可充分利用高速的气 流惯性来增加充气。改变进气迟闭角可以改变充气效率 hv 曲线随转速变化的趋向，以调整发

4、动机扭 矩曲线，满足不同的使用要求。不过，更确切的说，加大进气门迟闭角，高转速 时充气效率 hv 增加有利于最大功率的提高，但对低速和中速性能则不利。减小 进气迟闭角，能防止气体被推回进气管，有利于提高最大扭矩，但降低了最大功 率。因此，理想的气门正时应当是根据发动机的工作情况及时做出调整，应具有 一定程度的灵活性。显然，对于传统的凸轮轴挺杆气门机构来说，由于在工作中 无法做出相应的调整，也就难于达到上述要求，因而限定了发动机性能的进一步 提高。3.1.3在北极星LH2发动机上的应用可变正时的结果与传动在北极星LH2发动机上，其传动方式以及进排气凸轮轴 分布如图 2所示，排气凸轮轴安装在外侧，

5、进气凸轮轴安装在内侧。曲轴通过链 条首先驱动排气凸轮轴，排气凸轮轴通过另外一个链条驱动进气凸轮轴。可变气门正时调节器如图3所示，（a）图为发动机在高速状态下，为了充分利 用气体进入气缸的流动惯性，提高最大功率，进气迟闭角增大后的位置（轿车发 动机通常工作在高速状态下，所以这一位置为一般工作位置）。（b）图为发动机 在低速状态下，为了提高最大扭矩，进气门迟闭角减少的位置。进气凸轮轴由排 气凸轮轴通过链条驱动，两轴之间设置一个可变气门正时调节器，在内部液压缸 的作用下，调节器可以上升和下降。当发动机转速下降时，可变气门正时调节器下降，上部链条被松动，下部链条作 用着排气凸轮旋转拉力和调节器向下的推

6、力。由于排气凸轮轴在曲轴正时链条的 作用下不可能逆时针反旋，所以进气凸轮轴受到两个力的共同作用：一是在排气 凸轮轴正常旋转带动下链条的拉力；二是调节器推动链条，传递给排气凸轮的拉 力。进气凸轮轴顺时针额外转过0角，加快了进气门的关闭，亦即进气门迟闭角 减少0度。当转速提高时，调节器上升，下部链条被放松。排气凸轮轴顺时针旋转，首先要 拉紧下部链条成为紧边，进气凸轮轴才能被排气凸轮轴带动旋转。就在下部链条 由松变紧的过程中，排气凸轮轴已转过0角，进气凸轮才开始运动，进气门关闭 变慢了，亦即进气门迟闭角增大了 0度。两种工作状态 从图2和图3不难看出，该发动机在左侧和右侧的可变气门正时 调节器操作方

7、向始终要求相反。当发动机的左侧可变气门正时调节器向下运动 时，右侧可变气门正时调节器向上运动，左侧链条紧边在下边，右侧链条紧边在 上边。调节器向下移动时，紧边链条都是由短变长。当发动机处于较低转速时，要求进气门关闭的轿早，如图4(a )所示。左列缸 对应的可变气门正时调节器向下运动，上部链条由长变短。左右列缸对应的进气 凸轮轴在两个力的共同作用下都顺时针额外转过0角，加快了进气门的关闭，满 足了低速进气门关闭早，可提高最大扭矩的要求当发动机处于较高转速时，要求进气门关闭得较迟，如图4(b )所示。左列缸 对应的可变气门正时调节器向上运动。上部链条由短变长，下部链条由长变短。 右列缸对应的可变气

8、门正时调节器向下运动，上部链条由长变短，下部链条由短 变长。在左列缸的下部链条，右列缸的上部链条同时由长变短的过程中，排气凸 轮轴已转过0度，进气凸轮才开始动作，进气门关闭变慢了，满足了高速，进气 门关闭较迟，可提高最大功率的要求。3.1.4 可变正时的微机控制发动机的可变气门正时系统由发动机控制单元ECM进行控制，微机控制关系如 图 5所示。左右列缸对应的可变气门正时机构均设置了一个可变正时电磁阀。发 动机在获得转速传感器的信息后，对左右列缸对应的可变气门正时电磁阀的控制 方式做出正确选择控制阀体动作。当获得不同阀体位置时，通往可变气门正时调 节器内的液压缸油路变换，使得可变气门正时调节器上

9、升或下降，以至于左右列 缸对应的进气门获得了不同的迟闭角。日本丰田公司的VVT-i可变气门是怎么一回事?？简单说就是根据发动机的不同工况来调节气门的开闭 这个装置是在进气凸轮轴上.简单来说它的工作原理就是当发动机由低速向高速转换时，电子计算机就自动地 将机油压向进气凸轮轴驱动齿轮内的小涡轮，这样，在压力的作用下，小涡轮就 相对于齿轮壳旋转一定的角度，从而使凸轮轴在60度的范围内向前或向后旋转， 从而改变进气门开启的时刻，达到连续调节气门正时的目的。所以在上述结构的 作用下，可以保证发动机按照不同的路况改变气门开启、关闭时间，在保证输出 足够牵引力的同时提高燃油经济性。类似的还有 本田 i-VT

10、EC, 起亚的 CVVT 等FSI引擎和VVT-i是什么意思啊？FSI 是 Fuel Stratified Injection 的字母简写，中文意思是燃料分层喷射技术，它代 表着今后引擎的一个发展方向。FSI是“燃油缸内直喷技术”的缩写。普通引擎是 将燃油喷射到进气歧管和空气混合后再进入燃烧室燃烧，而FSI是将燃油直接喷 射到燃烧室中燃烧，更容易达到空气和燃油的合理配比，增强动力性和燃油经济 性。FSI对燃油辛烷值和纯度的要求很高，需要的压缩比也很高。VVTi.系统是丰田公司的智能可变气门正时系统的英文缩写，最新款的丰田轿 车的发动机已普遍安装了 VVTi系统。丰田的VVTi系统可连续调节气门

11、正 时，但不能调节气门升程。它的工作原理是：当发动机由低速向高速转换时，电 子计算机就自动地将机油压向进气凸轮轴驱动齿轮内的小涡轮，这样，在压力的 作用下，小涡轮就相对于齿轮壳旋转一定的角度，从而使凸轮轴在 60度的范围 内向前或向后旋转，从而改变进气门开启的时刻，达到连续调节气门正时的目的。CVVT 发动机是什么啊？ 很多购车者在去购买起亚进口车时，在问到发动机环节厂家往往用一个 CVVT 的发动机技术来向消费者灌输起亚的发动机如何先进，但长期以来日系本田的 I-VTEC、丰田的VVT-I是被人熟知的气门可变技术，那么这CVVT是从何而来 呢？笔者经过查阅相关资料，结合厂家内部资料的介绍，发

12、现起亚的 CVVT 技 术是借鉴丰田的VVT-I而来，所以它的工作原理和方式都与VVT-I无异。 CVVT的工作原理与VVTI并无差别，只有控制气门正时没有控制气门升程的功 能。因此引擎只会改变吸、排气的时间差，无法改变进气量。简单来说它的工作 原理就是当发动机由低速向高速转换时，电子计算机就自动地将机油压向进气凸 轮轴驱动齿轮内的小涡轮，这样，在压力的作用下，小涡轮就相对于齿轮壳旋转 一定的角度，从而使凸轮轴在60度的范围内向前或向后旋转，从而改变进气门 开启的时刻，达到连续调节气门正时的目的。所以在上述结构的作用下，可以保 证发动机按照不同的路况改变气门开启、关闭时间，在保证输出足够牵引力

13、的同 时提高燃油经济性。CVVT系统包含以下零件：油压控制阀、进气凸轮齿盘、曲轴位置感应器、凸轮 位置感应器、油泵、引擎电子控制单元（ECU）。进气凸轮齿盘包含：由时规皮带所带动的外齿轮、连接进气凸轮的内齿轮与一个 能在内外齿轮间移动的控制活塞。当活塞移动时在活塞上的螺旋齿轮会改变外齿 轮的位置，进而改变正时的效果。而活塞的移动量由油压控制阀所决定的，油压 控制阀是一电子控制阀其机油压力由油泵所控制，。当电脑（ECU ）接受到输入 信号时，例如引擎转速、进气空气量、节气门位置、引擎温度等以决定油压控制 阀的操作。电脑也会利用凸轮位置感应器及曲轴位置感应器，来决定实际的进气 凸轮的气门正时。機油

14、泵浦I *一 it n彳 雷ECU)進氟論谿盤曲讐制閥当发动机启动或关闭时油压控制阀位置受到改变，而使得进气凸轮正时出于延后 状态。当引擎怠速或低速负荷时，正时也是处于延后的位置，比增进引擎稳定的 工作状态。当在中负荷时则进气凸轮在提前的位置，当中低速高负荷时则处于提 前角位置增加扭矩输出。而在高速负荷时则处于延迟位置以利于高转速操作。当 引擎温度较低时凸轮位置则处于延迟位置，稳定怠速降低油耗 关于可变气门正时 VVT 的一点认识 (1)首先让我们回顾一下和气门正时(valve timing )有关的问题。对于一台4 冲程发动机，按照很多人的理解，做功冲程末，活塞处于下止点时排 气门开始打开，

15、发动机进入排气冲程，直到活塞到达上止点，排气门关闭，进气 门打开，发动机进入吸气冲程。当活塞正好运行一周重新回到下止点时，进气门 关闭，发动机进入压缩冲程。这样来理解气门的动作是否正确呢？差不多是吧。 然而，可能和与人们的直觉不同的是，这样的气门正时效率并不是最优的。 让我们先来考虑一下排气门开启的时机。如果比活塞到达下止点提前一点就开启 排气门会怎么样呢？从直觉上，这时废气仍可推动活塞做功，如果打开排气门开 始排气，此时气缸内的压强就会降低，能量的利用率也就降低了，发动机性能也 会随之下降。是这样吗？其实也不一定。我们知道，排气时活塞会压迫废气从而 反过来对废气做功，这个过程会消耗一部分发动

16、机已经获得的能量。如果在缸内 压强相对较高时提前开始排气，排气过程就会更顺畅，从而在排气冲程减少了能 量消耗。这样，一得一失，怎么才会最合算呢？考虑到活塞在下止点附近一定角 度内垂直运动距离其实非常短，实际的发动机略微提前打开排气门效果会更好一 些。再来看进气门关闭的时机。如果在活塞越过下止点一定角度，开始压缩冲程 之后再关闭进气门如何呢？直观的感觉可能是，这时活塞已经开始上升，刚刚吸 入的可燃混合汽岂不是又要被排出去一部分？性能会不会下降？答案是：只要时 机适当，这样做反而可以增加吸气量，改善性能。因为在吸气冲程可燃混合汽被 活塞抽入汽缸，进气门附近的气流速度可以高达每秒两百多米，而我们前面

17、说过， 在下止点附近活塞的垂直运动相对很慢，汽缸内体积变化并不大。此时进气岐管 内的可燃混合汽靠惯性继续冲入气缸的趋势还是占了上风。说到这里，对一些 VVT技术有所了解的兄弟可能要不耐烦了 ：讲了这么多，和VVT边还没沾呢！ 不要急，还没讨论排气门的关闭时机和进气门的开启时机呢：）这是大家可能都 想到了，排气时同样会形成高速气流，如果排气门也在活塞越过上止点一定角度 之后再关闭，虽然活塞已经开始下降，排气门附近的废气仍就会继续排出。但是 此时进气门不是已经开启了吗？废气难道不会涌入进气岐管？事实上，这又是个 时机问题，燃烧室内的废气涡流的方向决定了废气短时间内是不会流向排气门对 侧的进气门的，

18、于是，一边进气一边排气的局面是完全可以实现的。事情还可以 更理想。由于大部分废气在排气冲程中前期就已排出，并且在排气岐管中形成了 高密度的高速气流，冲向排气管方向。这部分废气越是远离气缸，对于缸内尚未 排出的废气来说，其需要填充的体积就越大，相应的平均压强也就越低。低到什 么程度？低到活塞尚未到达上止点之前，缸内压强可能就已经低于进气岐管内可 燃混合汽的压强了。如此看来，进气门也应当提前一点开启才好。前边讲到了进 气门和排气门同时打开的情况，也就是进气门和排气门的重叠。重叠持续的相对 时程可以用此间活塞运行的角度来衡量，这样就可以抛开转速，把它作为系统的 固有特性来看待了。重叠的角度通常都很小

19、，可是对发动机性能的影响却相当大。 那么这个角度多大为宜呢？我们知道，发动机转速越高，每个汽缸一个周期内留 给吸气和排气的绝对时间也越短，但是前面讲到的进气岐管或排气岐管内的气流 也越快。想想看，这时发动机需要尽可能长的吸气和排气时间，而且也有有利条 件可以利用，还犹豫什么？只要重叠的角度大一些不就行了？当然，也不能太大， 前边说了，这里有个时机问题，重叠角度太大肯定也不好，要不干脆让进气门和 排气门同时开闭得了：）很显然，这个时机是与转速有关的，转速越高，要求的 重叠角度越大。也就是说，如果配气机构的设计是对高转速工况优化的，发动机 就容易得到较高的最大转速，也就容易获得较大的峰值功率。但在

20、低转速工况下， 这样的系统重叠角度肯定就偏大了，废气就会过多的泻入进气岐管，吸气量反而 会下降，气缸内气流也会紊乱， ECU 也会难以对空燃比进行精确的控制，最终 的效果是怠速不稳，低速扭矩偏低。相反，如果配气机构只对低转速工况优化， 发动机的峰值功率就会下降。所以传统的发动机都是一个折衷方案，不可能在两 种截然不同的工况下都达到最优状态。说到这里，我们终于和VVT的主题接近一些了。不过还是再耐心一下，前面讲 了半天，都只把注意力放在发动机的动力性方面了，下面让我们看看重叠角度对 发动机的经济性和排放的影响。可能大家都知道，发动机的油耗转速特性曲线是 马鞍形的，转速太高，超过了一定的范围，可燃

21、混合汽的燃烧就会越发的不充分， 发动机的经济性和排放特性都会恶化，尤其如今发达国家的环保法规日益严格， 问题就变得更加严重。于是，很多厂商就采用复杂的废气再循环（EGR ）装置来 改善发动机的高转速经济性和排放。顾名思义， EGR 装置的作用就是吸入部分 废气，使其中的尚未燃烧的可燃物质有机会继续燃烧，部分有害中间产物得以分 解。不难想到，如果此时将进气门和排气门的重叠角度调得高一点，略微超过原 来所说的对动力性来讲最合适的角度一些，就会有部分废气和新鲜的可燃混合汽 混合，提高了发动机的空燃比，使燃烧更充分，排放更清洁。大家可能发现了， 这简直就是不需要额外装置的EGR技术嘛！然而很不幸，这种

22、偏大的重叠角度 设置，同样使发动机难以提供令人满意的低转速性能。好了，现在不用我说，大家也知道为什么我们如此重视VVT技术了吧！各个厂 家的 VVT 技术千差万别，共同之处就是都要对气门正时进行调节，使发动机在 不同的转速下进气门和排气门能有不同的重叠角度，从而改善前面说的那些问 题。改变气门正时可以有很多不同的方法，但最主要的无外乎两大类，一类是改 变凸轮轴的相位，再一类就是直接改变凸轮的表面形状。想想看就知道，改变凸 轮的表面形状哪可能容易呢？所以第一类 VVT 比较容易实现些。 关于可变气门正时 VVT 的一点认识(2)回到Valvetronic,它依然保留了 Double VANOS可

23、变进、排气凸轮轴相位的气门 正时调节系统，那么它又是如何实现对气门升程进行连续调节的呢？ BMW为此 增加了一种额外的偏心轴,凸轮轴则又通过一个额外的摇臂系统驱动传统的气门 摇臂,并且该附加摇臂与气门摇臂的接触的角度取决于附加偏心轴的相位。附加 偏心轴的相位可以由一个ECU控制下的调节装置来调整，从而使附加摇臂的角 度发生变化,这样,对于相同的凸轮运动,传递到气门摇臂上的反应就可以不同, 气门的升程也就会相应发生变化。从BMW的资料看，Valvetronic系统对气门开 放时程的影响应当不大,调节的只是气门升程。不过,气门开度很小的时候,气 体的进出效率是很低的，如果考察气门开度超过一定程度的

24、持续角度，姑且称之 为有效的气体交换时程，通常也是随气门升程的增加而增加的。为了限制发动机 的复杂度，目前实际应用的 Valvetronic 系统在气门升程方面，调整的只是进气 门。尽管理论上类似系统也可以作用于排气门，但那样的话整个配气机构就过于 复杂了。就目前 Valvetronic 的发展情况来说，由于参与气门运动的机件还是太 多，高转速下机械能损耗就大，不利于提高发动机的最大转速。所以在提高升功 率方面，Valvetronic的表现是不及一些诸如VTEC之类的更简单的气门升程调节 系统的，它的优势在于综合能力，在于发动机经济性的提高。如果说 VVTL-i、 i-VTEC和VarioCa

25、m Plus是融合了第一类和第二类VVT的话，Valvetronic在 可变气门升程方面采用的方式似乎可以看作是独辟蹊径的第三条道路。还有其他 的VVT吗？有。BMW的工程师强调对气门升程进行调节，Rover的工程师则选 择了气门的开放时程作为调整的目标。在Rover VVC中，由于凸轮可以受设计 独特的偏心轮驱动，其转动并非匀速，这样一来，在调整气门正时的同时，气门 的开放时程也发生了改变，尽管升程并没有变化。 VVC 系统相当复杂，我也没 见过具体的结构图，对其具体原理也不太清楚，只知道它通常只用于调节进气门， 而且可以做到连续的改变进气门正时和开放时程。疯狂的英国人！ 本文写到这里，还从

26、来没有提到 Mercedes-Benz 发动机的 VVT 技术呢，很多人 会感到奇怪了吧？其实尽管Mercedes-Benz发明了无数的电子技术，各种新配置 总是层出不穷， D-C 在发动机方面却一贯比较保守，目前为止，它的确在 VVT 领域走在了后面，大部分车型的发动机实在是乏善可陈，还是多年未变的每缸三 气门SOHC结构，也没有使用任何VVT技术。所以，Mercedes-Benz车在同级 车中往往是升功率偏小，动力一般，油耗不低。然而世事无绝对，最近我也注意 到，在新款CLK等车型上，D-C也在暗暗的抛出猛料。不但顺应主流，改为使 用四气门DOHC结构，什么汽油直喷，双火花塞，VVT全都一

27、下子冒了出来。 永远不要低估D-C的技术储备，它的VVT是和Valvetronic 个水平的：两个凸 轮轴的运动通过三个摇臂系统复合在一起，理论上，可以同时提供进、排气门的 正时、开放时程和升程调节。听上去不错？还有呢！在 D-C 正在开发的另一套 VVT 系统中，发动机的凸轮轴被彻底的抛弃了，每个气门，或每几个气门的动 作直接由专门的电磁系统驱动，ECU需要它们怎么动，它们就怎么动，这也正 是VVT技术追求的最高境界！相信各个大厂都有类似的努力吧！ VVT和DHOC没有可比性,应该是 DHOC 与 SHOC 做比较VVTi.系统是丰田公司的智能可变气门正时系统的英文缩写，最新款的丰田轿 车的

28、发动机已普遍安装了 VVTi系统。丰田的VVTi系统可连续调节气门正 时，但不能调节气门升程。它的工作原理是：当发动机由低速向高速转换时，电 子计算机就自动地将机油压向进气凸轮轴驱动齿轮内的小涡轮，这样，在压力的 作用下，小涡轮就相对于齿轮壳旋转一定的角度，从而使凸轮轴在 60度的范围 内向前或向后旋转，从而改变进气门开启的时刻，达到连续调节气门正时的目的。DHOC与SHOC发动机的工作原理与区别DOHC 发动机一般比一般的发动机的扭力要大。功率也要大。还有最主要的是它 是TWIN CAM的。这样输出的马力比一般的发动机基本上要多15%。还有就是 活塞和一般的发动机也不是一样的。因为它需要更强

29、劲的活塞才可以保持发动机 运作正常。DOHC 顾名思义就是双凸轮的意思，为什么要用两条凸轮轴呢，这可以从发动机 的工作原理了解到一般要完成一个工作周期，吸、压、爆、排是分别指 吸气， 压缩，爆炸，排气。而气缸要吸气排气就需要有进气门和排气门，凸轮轴的作用 就是机械配合进排气门的开关动作完成，SOHC指的就是进排气门的动作都有一 条凸轮来完成开关动作，而 DOHC 就是指用两条凸轮来分别对应进气门与排气 门来完成开关动作oDOHC的好处就是可以轻易的改变进排气门的开关时间从而 让引擎达到低转速时拥有充沛的扭力而高转速时得到最大的马力输出的特性，一 般大排气量的高速引擎多采用 DOHC， DOHC

30、 是不会增加油耗的，反而可以让 引擎更好的发挥动力。DOHC是顶置双凸轮轴的意思，与之相反的是SOHC的是顶置单凸轮轴。DOHC 发动机动力校大，耗油当然也大。DOHC 发动机就是业界所称的双顶置凸轮轴发动机。故名思意 DOHC 有两个点 值得注意：其一，就是它是顶置于发动机的；其二就是双凸轮轴，进气与排气各 被一支轴所控制，分别单独互相配合工作。另外，这种设计主要是为了迎合大功率高转速的发动机，DOHC本身并不废油， 而这种设计一般都出现在一定排量的汽车上，那么废不废油就取决于车子的整体 参数了！这种设计的好处主要就是为了配合一些中、高技术的发动机，例如VVI 可变正时气门、可变进气歧管等技

31、术。SOHC的中文含义是“顶置单凸轮轴”，DOHC的中文含义则是“顶置双凸轮轴”。 仅仅翻译成中文，读者朋友肯定还是一头雾水，下面我们就简单解释一下。要说 SOHC和DOHC，我们还得先从发动机的气门谈起。 气门（Valve ）的作用是专门负责向发动机内输入燃料并排出废气，传统发动 机每个汽缸只有一个进气门和一个排气门，这种设计结构相对简单，成本较低， 维修方便，低速性能较好，缺点是功率很难提高，尤其是高转速时充气效率低、 性能较弱。为了提高进排气效率，现在多采用多气门技术，常见的是每个汽缸布 置有4个气门（也有单缸3或5个气门的设计，原理一样，如奥迪A6的发动机）， 4汽缸一共就是16个气门

32、，我们在汽车资料上经常看到的T6V”就表示发动机共 16 个气门。这种多气门结构容易形成紧凑型燃烧室，喷油器布置在中央，这样 可以令油气混合气燃烧更迅速、更均匀，各气门的重量和开度适当地减小，使气 门开启或闭合的速度更快。 了解了有关气门的知识，下面我们切入正题。凸轮轴是发动机配气机构的一 部分，专门负责驱动气门按时开启和关闭，作用是保证发动机在工作中定时为汽 缸吸入新鲜的可燃混合气，并及时将燃烧后的废气排出汽缸。凸轮轴直接通过摇 臂驱动气门，很适用于高转速的轿车发动机，由于转速较高，为保证进排气和传 动效率、简化传动机构、降低高转速的振动和噪音，多采用顶置式气门和顶置式 凸轮轴，这样，发动机

33、的结构也比较紧凑。但任何事物都有两面性，顶置式凸轮 轴的缺点是由于部件的布置设计比较复杂，维修起来也比较麻烦。但衡量利弊， 它还是比较适合于轿车。 轿车发动机按照顶置凸轮轴的数目，分为顶置单凸轮轴和顶置双凸轮轴。当 每缸采用两个以上气门时，气门排列形式一般有两种：一是进气门和排气门混合 排列在一根凸轮轴上，即顶置单凸轮轴（SOHC）,另一种是进气门与排气门分 列在两根凸轮轴上。前者的所有气门由一根凸轮轴通过顶杆驱动，但因气门在进 气道中所处位置不同，所以不能保持动作的精确性，效果要稍差一些，而后者则 无此缺点，可以获得更好的性能，但需多配备一根凸轮轴，这就是顶置式双凸轮 轴（DOHC），近年来

34、推出的新型发动机多采用这种形式。一般来说，SOHC的 运动性比较高，F1赛车应用较多，但是由于制造工艺复杂，成本较高；DOHC 的相对配置较简易、使用耐久性较好，既可以适应一般客户的动力性要求，也可 以适应其对经济性的要求。 目前市面常见的国产轿车中采用SOHC发动机的轿车有：奥拓、羚羊、欧蓝 德、派力奥、中华等；采用 DOHC 发动机的轿车有：吉利美日、捷达、宝来、 富康、POLO、君威、奥迪A6等。汽车发动机是由曲柄连杆机构，配气机构，冷却系，燃油系，润滑系，电气系和 机体等组成，大大小小零件有近千个，它们之中最具有代表性的就是凸轮轴了。 在现代轿车的技术规格表上，经常可以看见“凸轮轴”这

35、个名词出现在发动机性能 栏里面。凸轮轴是属于发动机的配气机构，配气机构是保证发动机在工作中定时将新鲜的 可燃混合气充入气缸，并及时将燃烧后的废气排出气缸的机构。它由进气门，排 气门，气门挺杆，挺柱，摇臂，凸轮轴等组成，其中凸轮轴因其横截面形状近似 桃子，又称桃子轴或偏心轴，是配气机构中的驱动件，专门驱动气门按时开启和 关闭。各种车型发动机的凸轮轴的结构大同小异，主要差别在于安装的位置，凸 轮的数目和形状尺寸不尽相同，特别是凸轮轴的安装位置，被列为区别发动机构 造和性能的重要标志。目前发动机的凸轮安装位置分为下置，中置，顶置三种形 式。轿车发动机由于转速较快，每分钟转速可达5000转以上，为保证

36、进排气效率， 都采用进气门和排气门倒挂的形式，即顶置式气门装置，这种装置都适合用凸轮 轴的三种安装形式。但是，如果采用下置式或者中置式的凸轮轴，由于气门与凸 轮轴的距离较远需要气门挺杆和挺柱等辅助零件，造成气门传动机件较多，结构 复杂，发动机体积大，而且在高速运转下还容易产生噪声，而采用顶置式凸轮轴 则可以改变这种现象。所以，现代轿车发动机一般都采用了顶置式凸轮轴，将凸 轮轴配置在发动机的上方，缩短了凸轮轴与气门之间的距离，省略了气门的挺杆 和挺柱，简化了凸轮轴到气门之间的传动机构，将发动机的结构变得更加紧凑。 更重要的是，这种安装方式可以减少整个系统往复运动的质量，提高了传动效率。 当然，任

37、何事物都有其两面性，顶置凸轮轴一方面缩短了与气门的距离，另一方 面却拉大了凸轮轴与曲轴之间的距离。由于凸轮轴是由曲轴带动的，因此两者之 间一拉开距离就必须要用链条及链轮做转动，结构比下置式凸轮轴的齿轮啮合传 动复杂得多。尽管如此，人们衡量利弊还是喜欢采用顶置式凸轮轴。现在，顶置式凸轮轴有多种驱动气门的形式，有用摇臂过渡驱动式，也有直接驱 动式，其中直接驱动式对凸轮轴和气门弹簧的设计要求相对较低，往复运动的惯 量最少，特别适用于高速运转的轿车发动机上。另外，近年在高速轿车发动机上 还广泛采用齿形皮带来代替传动链，这种皮带是用氯丁橡胶制作，混有玻璃纤维 和尼龙织物以增加强度。采用齿形皮带代替传动链，可以减少噪声，减轻结构质 量的降低成本。轿车发动机按照顶置凸轮轴的数目，分为单顶置凸轮轴(SOHC)和双顶置凸轮轴 (DOHC),由于中高档轿车发动机一般是多气门及V型气缸排列，需采用双凸轮 轴分别控制进排气门，因此双顶置凸轮轴被不少名牌发动机所采用。由于凸轮轴 的安装方式直接涉及到整台发动机的构造和性能，因此，顶置凸轮轴也和多气门 一样，被视为衡量轿车发动机的一项重要的标志，列入了轿车技术规格表中。