发动机凸轮轴四冲程内燃机的一个工作周期内，需要完成吸气、压缩、做功和排气。其中压缩和做功需要保持气缸封闭，而吸气和排气则会用到进气门和排气门，如何精准控制气门的开闭，对于发动机的工作效率和燃油经济性有着很大的影响  所以汽车工程师就发明了凸轮轴，把很多凸轮放在一根轴上，根据工作次序和配气相位，旋转凸轮轴顶开气门，来实现气门的开闭控制，并保证气门有足够的升程  根据凸轮轴的布置方式，可以分为底置、中置和顶置3种，根据凸轮轴的数量，又可以分为单凸轮轴和双凸轮轴  底置凸轮轴的优点就是更加靠近曲轴端，可以采用齿轮驱动，但是凸轮和气门离得很远，控制链路较长，只能用于低转速的发动机  中置凸轮轴位于气缸的上部，减轻了配气机构的重量，也提升了结构强度 而顶置凸轮位于气缸盖上，最大的好处就是离气门更近，传动链路短、运动部件少，但是由于离曲轴端较远，需要采用链条传动，也就是我们常说的正时链条  目前绝大多数的家用车，都是采用顶置双凸轮轴的结构 单凸轮 VS 双凸轮顶置双凸轮轴也被叫做DOHC，是指拥有2根凸轮轴，一根控制进气门，一根控制排气门  而顶置单凸轮轴简称SOHC，指进排气门由一根凸轮轴通过顶杆来控制  在早期，大部分汽车都是采用顶置单凸轮轴的结构，因为当时的发动机，每个气缸只有2个气门结构，1个进气门，1个排气门，通过把气门混合排列在一根凸轮轴上，就可以实现气门的控制  但是随着技术的发展，单个气缸的气门数量不断增加，很多发动机的开始采用3气门、4气门，甚至5气门的设计  这种多气门的结构，容易形成更加紧凑的燃烧环境，让油气混合物燃烧更加均匀，各个气门之间相互配合，让气门的开度可以减小，这样气门开闭的速度就会更快  原先的单凸轮轴想要满足这种设计思路，就会显得非常吃力，要么设计更加复杂的凸轮轴，要么改变发动机的配气机构，无论哪一种都非常困难  所以就有了双凸轮轴，把进气门和排气门分开来控制，利用最简单的加法，不仅满足了多气门的设计，还衍生出了很多气门技术 比如说可变气门正时、可变气门升程，阿特金森循环、米勒循环这些古老的循环技术得以重现，都是得益于凸轮轴精准的气门控制技术 小结总的来说，单凸轮轴质量更小，低扭更强，但是高速功率低、振动大；双凸轮轴虽然质量更大，但是高速功率输出大，并且可以匹配更加先进的气门控制技术，这也是顶置双凸轮轴占据主流的原因。 |
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