凸輪軸與正時鏈的檢測課件

凸輪軸

作用： 驅(qū)動和控制各缸氣門的開啟和關(guān)閉，使其符合發(fā)動機的工作順序、配氣相位和氣門開度的變化規(guī)律等要求。 工作條件： 承受氣門間歇性開啟的沖擊載荷。 材料： 優(yōu)質(zhì)鋼、合金鑄鐵、球墨鑄鐵 結(jié)構(gòu)：凸輪凸輪軸軸頸驅(qū)動分電器的螺旋齒輪凸輪軸凸輪軸是活塞發(fā)動機里的一個部件。它的作用是控制氣門的開啟和閉合動作。雖然在四沖程發(fā)動機里凸輪軸的轉(zhuǎn)速是曲軸的一半（在二沖程發(fā)動機中凸輪軸的轉(zhuǎn)速與曲軸相同），不過通常它的轉(zhuǎn)速依然很高，而且需要承受很大的扭矩，因此設(shè)計中對凸輪軸在強度和支撐方面的要求很高，其材質(zhì)一般是特種鑄鐵，偶爾也有采用鍛件的。由于氣門運動規(guī)律關(guān)系到一臺發(fā)動機的動力和運轉(zhuǎn)特性，因此凸輪軸設(shè)計在發(fā)動機的設(shè)計過程中占據(jù)著十分重要的地位。凸輪軸的構(gòu)造

凸輪軸的主體是一根與汽缸組長度相同的圓柱形棒體。上面套有若干個凸輪，用于驅(qū)動氣門，凸輪軸的一端是軸承支撐點，另一端與驅(qū)動輪相連接。凸輪的側(cè)面呈雞蛋形。其設(shè)計的目的在于保證汽缸充分的進氣和排氣，具體來說就是在盡可能短的時間內(nèi)完成氣門的開、閉動作。另外考慮到發(fā)動機的耐久性和運轉(zhuǎn)的平順性，氣門也不能因開閉動作中的加減速過程產(chǎn)生過多過大的沖擊，否則就會造成氣門的嚴(yán)重磨損、噪聲增加或是其它嚴(yán)重后果。因此，凸輪和發(fā)動機的功率、扭矩輸出以及運轉(zhuǎn)的平順性有很直接的關(guān)系。一般來說直列式發(fā)動機中，一個凸輪都對應(yīng)一個氣門，V型發(fā)動機或水平對置式發(fā)動機則是每兩個氣門共享一個凸輪。而轉(zhuǎn)子發(fā)動機和無閥配氣發(fā)動機由于其特殊的結(jié)構(gòu)，并不需要凸輪。凸輪

工作條件：表面有良好的耐磨性，足夠的剛度。

凸輪性能：承受氣門彈簧的張力，間歇性的沖擊載荷。

凸輪與挺柱線接觸，接觸壓力大，磨損快。凸輪軸的拆卸

(1)取下凸輪軸正時齒輪、半圓鍵。

(2)按照先拆下第1、3道的軸承蓋，再拆下第2、5道的軸承蓋，最后拆下第4道的軸承蓋的順序，拆下凸輪軸軸承蓋，并按順序放好。凸輪軸的裝配(1)安裝凸輪軸之前，先裝上各軸承蓋，檢查凸輪軸孔是否錯位。

(2)安裝凸輪軸時，1缸的凸輪必須向上，不壓迫氣門。

(3)裝上軸承蓋后，先按對角線交替旋緊第2、第5道的軸承蓋，力矩為20N·，n。然后再裝上第l、第3道的軸承蓋，最后裝上第4道的軸承蓋，旋緊全部軸承蓋螺栓，力矩為20N·m。

(4)安裝凸輪軸油封，裝上凸輪軸半圓鍵和正時齒輪，旋緊螺栓，力矩為80N·m。安裝凸輪軸的時候為什么要對正時？要是正時對錯了的話，相位錯，就可能引起活塞撞氣門或者氣門開啟、關(guān)閉時刻不對，導(dǎo)致缸壓不夠，燃燒不充分，火花塞積碳，發(fā)動機功率、扭矩下降凸輪軸在發(fā)動機中的位置在以前很長的一段時間里，底置式凸輪軸在內(nèi)燃機中最為常見。通常這樣的發(fā)動機中，氣門位于發(fā)動頂部。即所謂的OHV（OverHeadValve，頂置氣門）式發(fā)動機。此時通常凸輪軸位于曲軸箱的側(cè)面，通過配氣機構(gòu)（如挺桿、推桿、搖臂等）對氣門進行控制。因此底置式凸輪軸一般也叫側(cè)置式凸輪軸。由于在這樣的發(fā)動機中凸輪軸距離氣門較遠，而且每個氣缸通常只有兩個氣門，因此轉(zhuǎn)速通常較慢，平順性不佳，輸出功率也比較低。不過這種結(jié)構(gòu)的引擎輸出扭矩和低速性能比較出色，結(jié)構(gòu)也比較簡單，易于維修?，F(xiàn)在大多數(shù)量產(chǎn)車的發(fā)動機配備的是頂置式凸輪軸。頂置式凸輪軸結(jié)構(gòu)使凸輪軸更加接近氣門，減少了底置式凸輪軸由于凸輪軸和氣門之間較大的距離而造成的往返動能的浪費。頂置式凸輪軸的發(fā)動機由于氣門開閉動作比較迅速，因而轉(zhuǎn)速更高，運行的平穩(wěn)度也比較好。較早出現(xiàn)的頂置式凸輪軸結(jié)構(gòu)的發(fā)動機是SOHC（SingleOverHeadCa頂置單凸輪軸）式發(fā)動機。這種發(fā)動機在頂部只安裝了一根凸輪軸，因此一般每個汽缸只有兩到三個氣門（進氣一到兩個，排氣一個），高速性能受到了限制。而技術(shù)更新一些的則是DOHC式（DoubleOverHeadC頂置雙凸輪軸）發(fā)動機，這種發(fā)動機由于配備了兩根凸輪軸，每個汽缸可以安裝四到五個氣門（進氣二到三個，排氣二個），高速性能得到了顯著的提升，不過與此同時低速性能會受到一定的影響，結(jié)構(gòu)也會變得復(fù)雜，不易維修。凸輪軸的分類按凸輪軸數(shù)目的多少，可分為單頂置凸輪軸(SOHC)和雙頂置凸輪軸(DOHC)兩種。單頂置凸輪軸就是只有一根凸輪軸，雙頂置凸輪軸就是有兩根，這是太直白的解釋。單頂置凸輪軸在氣缸蓋上用一根凸輪軸，直接驅(qū)動進、排氣門，它具有結(jié)構(gòu)簡單，適用于高速發(fā)動機。以往一般采用的側(cè)置凸輪軸，即凸輪軸在氣缸側(cè)面，由正時齒輪直接驅(qū)動。為了把凸輪軸的轉(zhuǎn)動變換為氣門的往復(fù)運動，必須使用氣門挺桿來傳遞動力。這樣，往復(fù)運動的零件較多，慣性質(zhì)量大，不利于發(fā)動機高速運動。而且，細長的挺桿具有一定的彈性，容易引起振動，加速零件磨損，甚至使氣門失去控制。雙頂置凸輪軸是在缸蓋上裝有兩根凸輪軸，一根用于驅(qū)動進氣門，另一根用于驅(qū)動排氣門。采用雙頂置凸輪軸對凸輪軸和氣門彈簧的設(shè)計要求不高，特別適用于氣門V形配置的半球形燃燒室，也便于和四氣門配氣機構(gòu)配合使用。凸輪軸的布置型式

凸輪軸的布置型式1、凸輪軸下置

不利因素：凸輪軸與氣門相距較遠，動力傳遞路線較長，環(huán)節(jié)多，因此不適用于高速發(fā)動機。有利因素：簡化曲軸與凸輪軸之間才傳動裝置，有利于發(fā)動機的布置。

凸輪軸中置式

傳動方式：凸輪軸經(jīng)過挺柱直接驅(qū)動搖臂，省去了推桿。

應(yīng)用：適用于發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高時，可以減少氣門傳動機構(gòu)的往復(fù)運動質(zhì)量。凸輪軸挺柱活塞搖臂調(diào)整螺釘

凸輪軸上置式

應(yīng)用：高速發(fā)動機桑塔納轎車發(fā)動機凸輪軸凸輪軸活塞特點：凸輪軸與氣門距離近，不需要推桿、挺柱，使往復(fù)運動的慣量減少。雙凸輪軸上置式發(fā)動機凸輪軸的傳動底置式凸輪軸通常采用星形齒輪組（即所謂的“控制輪”），輥子鏈或齒條與曲軸相連。為了控制噪聲，直徑較大的凸輪軸端傳動輪通常由塑料或者輕金屬制造，而相對直徑較小的曲軸端傳動輪則大多采用鋼材。鏈條連接也比較多見。這種方式在底置式和頂置式凸輪軸上都可以看到。為了減小噪聲（一般是鏈條在運動中產(chǎn)生的“振擺噪聲”），通常還會附帶一個液壓壓緊裝置和塑料材質(zhì)的導(dǎo)軌。頂置式凸輪軸結(jié)構(gòu)中比較多見的是用一個塑料齒條鏈連接。這個齒條鏈位于發(fā)動機機油腔外，附帶有鋼質(zhì)的嵌入部件，通過一個可調(diào)的輥子幫助張緊。凸輪軸與曲軸之間的常見傳動方式包括齒輪傳動、鏈條傳動以及齒形膠帶傳動。下置凸輪軸和中置凸輪軸與曲軸之間的傳動大多采用圓柱形正時齒輪傳動，一般從曲軸到凸輪軸只需要1對齒輪傳動，如果傳動齒輪直徑過大，可以再增加1個中間惰輪。為了嚙合平穩(wěn)并降低工作噪聲，正時齒輪大多采用斜齒輪。

凸輪軸的傳動方式傳動方式傳動路線應(yīng)用齒輪傳動曲軸正時齒輪（鋼）→凸輪軸正時齒輪（鑄鐵或膠木）凸輪軸下置、中置式配氣機構(gòu)鏈條傳動曲軸→鏈條→凸輪軸正時齒輪凸輪軸上置式配氣機構(gòu)齒形帶傳動曲軸→齒形皮帶→凸輪軸正時齒輪凸輪軸上置式配氣機構(gòu)傳動方式圖例齒形帶傳動裝置凸輪軸曲軸凸輪軸的傳動方式凸輪軸的故障凸輪軸的常見故障包括異常磨損、異響以及斷裂，異響和斷裂發(fā)生之前往往先出現(xiàn)異常磨損的癥狀。（1）凸輪軸幾乎位于發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的末端，因此潤滑狀況不容樂觀。如果機油泵因為使用時間過長等原因出現(xiàn)供油壓力不足，或潤滑油道堵塞造成潤滑油無法到達凸輪軸，或軸承蓋緊固螺栓擰緊力矩過大造成潤滑油無法進入凸輪軸間隙，均會造成凸輪軸的異常磨損。（2）凸輪軸的異常磨損會導(dǎo)致凸輪軸與軸承座之間的間隙增大，凸輪軸運動時會發(fā)生軸向位移，從而產(chǎn)生異響。異常磨損還會導(dǎo)致驅(qū)動凸輪與液壓挺桿之間的間隙增大，凸輪與液壓挺桿結(jié)合時會發(fā)生撞擊，從而產(chǎn)生異響。（3）凸輪軸有時會出現(xiàn)斷裂等嚴(yán)重故障，常見原因有液壓挺桿碎裂或嚴(yán)重磨損、嚴(yán)重的潤滑不良、凸輪軸質(zhì)量差以及凸輪軸正時齒輪破裂等。（4）有些情況下，凸輪軸的故障是人為原因引起的，特別是維修發(fā)動機時對凸輪軸沒有進行正確的拆裝。例如拆卸凸輪軸軸承蓋時用錘子強力敲擊或用改錐撬壓，或安裝軸承蓋時將位置裝錯導(dǎo)致軸承蓋與軸承座不匹配，或軸承蓋緊固螺栓擰緊力矩過大等。安裝軸承蓋時應(yīng)注意軸承蓋表面上的方向箭頭和位置號等標(biāo)記，并嚴(yán)格按照規(guī)定力矩使用扭力扳手?jǐn)Q緊軸承蓋緊固螺栓。發(fā)動機大修中對凸輪軸的檢測彎度的檢查與修理檢查方法：用百分表檢查中間軸的彎度允許極限一般為0.05~0.10mm修理方法：冷壓校正或更換凸輪軸軸向間隙的檢查與修理檢查方法：用塞尺或百分表檢查要求：一般允許極限間隙為0.3~0.35mm修理方法：更換止推凸緣或隔圈1.使用千分尺測量凸輪凸角的最高點。2.檢查軸頸直徑正時鏈我們知道，發(fā)動機正時皮帶的主要作用是驅(qū)動發(fā)動機的配氣機構(gòu)，使引擎進、排氣門在適當(dāng)?shù)臅r候開啟或關(guān)閉，以保證發(fā)動機汽缸能夠正常地吸氣和排氣。但隨著造車技術(shù)水平和工業(yè)發(fā)展的不斷進步，部分發(fā)動機的正時皮帶已被發(fā)動機鏈條所替代，與傳統(tǒng)的皮帶驅(qū)動相比，鏈條驅(qū)動方式的傳動可靠、耐久性好并且還可節(jié)省空間，整個系統(tǒng)由齒輪、鏈條和漲緊裝置等部件組成，其中液壓漲緊器可自動調(diào)節(jié)漲緊力，使鏈條漲力始終如一，并且終身免維護，這就使其與發(fā)動機同壽命，不但安全、可靠性得到了一定提升，還將引擎的使用、維護成本降低了不少，可謂一舉兩得。正時鏈對所有發(fā)動機來說，正時皮帶是絕對不可以發(fā)生跳齒或斷裂的，如果一旦發(fā)生跳齒現(xiàn)象，發(fā)動機則不能正常工作，便會出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、加速不良或打不著車等現(xiàn)象；而如果正時皮帶斷裂的話，發(fā)動機就會立刻熄火，多氣門發(fā)動機還會導(dǎo)致活塞將頂氣門頂彎，嚴(yán)重的更會損壞發(fā)動機整體。正時鏈對于像發(fā)動機這種精密儀器來說，每個機械組成部分都有著嚴(yán)格的技術(shù)和工藝指標(biāo)，這就使得在整個裝配過程中，對操作質(zhì)量的要求很高。正時鏈條作為汽車核心部位中不可或缺的組成部分，當(dāng)然同樣具有一定的裝配難度，某些發(fā)動機上的正時鏈條會有幾個明顯的標(biāo)志，以用來保證精確度的同時降低一些安裝難度。正時鏈在發(fā)動機大修中的檢測正時鏈條和鏈輪在使用中會產(chǎn)生磨損,使鏈條伸長、引起傳動噪聲。齒形帶常常產(chǎn)生拉伸變形、牙齒損壞、磨損等缺陷,導(dǎo)致工作時打滑,破壞氣門傳動機構(gòu)的正常工作。1、正時鏈條和鏈輪的檢驗鏈條的磨損程度通常用檢查其伸長量來判斷。檢查時，將鏈條對折，對鏈條施加規(guī)定的拉力使其拉緊后，測量其長度值是否超過極限值。2、正時齒形帶和帶輪的檢驗先觀察齒形帶有無裂紋、缺口、脫膠分層,如有應(yīng)予以報廢檢查鏈條的延伸度：（1）用147N的力拉鏈條（2）用游標(biāo)卡尺測量15