凸轮轴是汽车发动机中的重要部件，其作用是控制进气门和排气门的开启和关闭。气门的正常运动直接关系到发动机的功率输出和运行特性，也是发动机能否稳定工作的关键部件，因此凸轮轴在整个发动机的设计中起着非常重要的作用。

(资料图片仅供参考)

从形状上看，凸轮轴的主体是圆柱形和杆形的，有多个不同方向的凸凸轮来驱动气门，其总长度与气缸组的尺寸相似。凸轮轴上的凸凸轮侧看起来像一个鸡蛋，它的作用是在曲轴驱动气缸旋转时控制气缸的进排气。因此，凸轮的设计参数将直接影响发动机的功率、扭矩输出和运行平稳性。

凸轮轴位置和变速器模式

根据不同的配气机构设计，凸轮轴可分为三种类型：底部凸轮轴、中间凸轮轴和顶部凸轮轴。底部凸轮轴位于曲轴箱中，中间凸轮轴位于发动机缸体的上部，顶部凸轮轴位于气缸盖上方的气门室中。

早期最常见的是带底部凸轮轴的发动机，其进排气门位于发动机的顶部，而凸轮轴位于曲轴箱的侧面。气门由气门机构控制，如挺杆、推杆和摇臂。大排量、低速、大扭矩输出的发动机往往采用底部凸轮轴的设计，这在美国肌肉车常用的一些大排量发动机中很常见。其优点是结构简单、可靠性高、成本低、发动机重量大等。但是现在主流车型的发动机大多采用顶置凸轮轴设计。在这种发动机结构中，凸轮轴靠近气门，不需要其他装置就可以直接驱动气门。因此，阀门可以更快地打开和关闭，满足高速工作的需要。

由于凸轮轴的旋转需要由曲轴驱动，因此凸轮轴和曲轴之间需要一个传动装置，通常包括齿轮、链条和齿形带。一般来说，底部凸轮轴和中间凸轮轴大多由齿轮驱动，而顶部凸轮轴由链条和齿形带驱动，驱动凸轮轴的链条和皮带也称为正时链条和正时皮带。但需要注意的是，一般的正时链条可以终身免维护，但正时皮带需要按公里定期更换。

顶置凸轮轴有哪些分类

根据配气机构结构中包含的凸轮轴数量，可分为两种类型：单顶置凸轮轴(SOHC)和双顶置凸轮轴(双顶置凸轮轴)。两者都设计成顶置凸轮轴。主要区别是进气门和排气门是同时由一个凸轮轴控制还是分别由两个凸轮轴驱动。

1.单顶置凸轮轴

进气门和排气门由一个凸轮轴控制。对于直列式发动机，只需要一个凸轮轴，但是对于V型发动机，需要在两侧分别放置两个凸轮轴。

单顶置凸轮结构最简单，需要往复运动的零件少，能满足较高发动机转速的要求。在这种设计下，凸轮轴可以直接或通过摇臂控制进气门和排气门的开启和关闭，这在多气门设计的发动机中具有明显的优势。但是单顶置凸轮轴的缺点是只驱动单个凸轮轴，所以进气门和排气门需要错开一定的距离，操作气门开闭的精度会受到一定的影响。

2.双顶置凸轮轴

双顶置凸轮轴和单顶置凸轮轴的主要区别在于，两个平行布置的凸轮轴分别用来操作进气门和排气门，对应的直列式和V型发动机会有两到四个凸轮轴。