凸輪軸在發(fā)動機(jī)中的作用是控制氣門的開啟與閉合，使發(fā)動機(jī)能定時吸入可燃混合氣、排出廢氣。發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，凸輪軸在曲軸帶動下旋轉(zhuǎn)，依據(jù)其獨(dú)特形狀和位置，精準(zhǔn)控制每個氣門的開啟時間、程度和速度。而且，它還能驅(qū)動汽油泵、機(jī)油泵等附件工作?？梢哉f，凸輪軸就像發(fā)動機(jī)的“指揮家”，對發(fā)動機(jī)的性能、燃燒效率等起著關(guān)鍵作用 。

在四沖程發(fā)動機(jī)里，凸輪軸轉(zhuǎn)速是曲軸的一半，而在二沖程發(fā)動機(jī)中，凸輪軸轉(zhuǎn)速與曲軸相同。因其轉(zhuǎn)速高且承受大扭矩，所以在設(shè)計中對凸輪軸的強(qiáng)度和支撐要求頗高，這也使得其材質(zhì)一般選用特種鑄鐵，偶爾也會采用鍛件、優(yōu)質(zhì)合金鋼等。

凸輪軸上的凸輪側(cè)面呈雞蛋形，這一巧妙設(shè)計至關(guān)重要。通過這種特殊形狀，它能夠保證氣缸充分進(jìn)氣和排氣，為發(fā)動機(jī)高效運(yùn)轉(zhuǎn)提供充足的空氣和順暢的廢氣排放通道。并且，凸輪的設(shè)計與發(fā)動機(jī)的功率、扭矩輸出以及運(yùn)轉(zhuǎn)平順性都有著直接關(guān)聯(lián)，需充分考慮發(fā)動機(jī)的耐久性和運(yùn)轉(zhuǎn)平順性等多方面因素。

在不同類型的發(fā)動機(jī)中，凸輪與氣門的對應(yīng)關(guān)系也有所不同。一般直列式發(fā)動機(jī)一個凸輪對應(yīng)一個氣門，V型或水平對置式發(fā)動機(jī)每兩個氣門共享一個凸輪，而轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)和無閥配氣發(fā)動機(jī)則不需要凸輪。

凸輪軸位置有下置式、中置式和上置式三種類型。如今，大多數(shù)量產(chǎn)車發(fā)動機(jī)配備頂置式凸輪軸。這種布局有著諸多優(yōu)點(diǎn)，它使得運(yùn)動件減少、傳動鏈縮短、機(jī)構(gòu)剛度增大，讓凸輪軸更接近氣門，有效減少往返動能的浪費(fèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)氣門開閉迅速，發(fā)動機(jī)能夠達(dá)到更高的轉(zhuǎn)速，運(yùn)行平穩(wěn)度也更好。

凸輪軸承受著周期性沖擊載荷，凸輪與挺柱間接觸應(yīng)力大、相對滑動速度高，導(dǎo)致凸輪工作表面磨損嚴(yán)重。因此，凸輪軸軸頸和凸輪工作表面除要有較高尺寸精度、較小表面粗糙度和足夠剛度外，還必須具備較高耐磨性和良好潤滑，以確保其長期穩(wěn)定可靠地工作。

總之，凸輪軸作為發(fā)動機(jī)的核心部件之一，以其精準(zhǔn)的氣門控制、獨(dú)特的設(shè)計和合理的布局，以及對自身特性的嚴(yán)格要求，為發(fā)動機(jī)的高效運(yùn)行、穩(wěn)定性能和良好經(jīng)濟(jì)性奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)，在發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)揮著無可替代的關(guān)鍵作用 。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng)）