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（一）汽車發(fā)動機(jī)行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r
現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)行業(yè)的發(fā)展十分迅速，這種趨勢要求各發(fā)動機(jī)廠家不僅要具有大批量生產(chǎn)的能力，也同時要具有小批量、多品種的生產(chǎn)技術(shù)。所以，在汽車發(fā)動機(jī)廠家現(xiàn)在已經(jīng)普及了互換性、自動化生產(chǎn)，做到了流水線式生產(chǎn)線布置及工藝安排，實現(xiàn)了按節(jié)拍生產(chǎn)。輔助時間包括上料、輸送、檢驗時間，而機(jī)加工時間則是指從夾具定位、夾緊到機(jī)加工完成，夾具松開并推出工件這段時間。
除按節(jié)拍生產(chǎn)以外，我國的發(fā)動機(jī)生產(chǎn)廠家多數(shù)采用流水線布置。生產(chǎn)線分為半自動生產(chǎn)線與全自動生產(chǎn)線兩種形式。半自動生產(chǎn)線與全自動生產(chǎn)線的區(qū)別在于前者靠人工在工序間輸送工件，而后者則實現(xiàn)了無人操作、輸送、加工及檢驗全部實現(xiàn)自動化。全自動生產(chǎn)線雖然自動化程度高，質(zhì)量穩(wěn)定、可靠，但是投資巨大，成本太高，而我們國家人力資源豐富，人工價格偏低，所以大部分發(fā)動機(jī)生產(chǎn)廠家采用半自動生產(chǎn)線與局部全自動化生產(chǎn)線相結(jié)合的方式布置生產(chǎn)線，在保證生產(chǎn)節(jié)拍和產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能的降低產(chǎn)品的成本。
此外，在各種發(fā)動機(jī)的零部件的設(shè)計及生產(chǎn)上均采用了一些先進(jìn)的形式及工藝。例如多氣缸多氣門的設(shè)計，從直列三缸到V型雙列十二缸，從二氣門到四氣門、五氣門。多氣門的布置可以增加充氣效率，便于阻止缸內(nèi)氣流壓力。頂置式凸輪軸設(shè)計，精密加工，柔性生產(chǎn)，在線自動測量及自動補(bǔ)償?shù)鹊龋@些都為機(jī)加工生產(chǎn)及工藝安排增加了難度，向技術(shù)人員提出了更高的要求。
人們對發(fā)動機(jī)的性能要求概括為以下幾點：⑴高的動力性能。⑵高的燃料經(jīng)濟(jì)性。⑶高的工作可靠性和足夠的使用壽命。⑷結(jié)構(gòu)緊湊，外形小，重量輕。⑸高的環(huán)境性能，低排放，低消耗，低污染。尤其是{zh1}一點，在近些年中得到很大的關(guān)注。由于發(fā)動機(jī)性能指標(biāo)的不斷提高，其加工精度、難度也不斷增加，所以在發(fā)動機(jī)行業(yè)中，數(shù)控機(jī)床，精密加工機(jī)床，加工中心，自動生產(chǎn)線，成組技術(shù)等先進(jìn)設(shè)備及技術(shù)都得到了廣泛的普及。
（二）凸輪軸的性能要求
在汽車發(fā)動機(jī)的各個零件及機(jī)構(gòu)中，配氣機(jī)構(gòu)是非常重要的，配氣機(jī)構(gòu)必須根據(jù)發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)所發(fā)生的工作過程，保證正確地打開和關(guān)閉氣門。而凸輪軸是配氣機(jī)構(gòu)中最重要、 最關(guān)鍵的零件，它決定著氣門的升程曲線和氣門開關(guān)時刻，從而直接影響發(fā)動機(jī)的進(jìn)排氣量，影響發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放。
發(fā)動機(jī)行業(yè)現(xiàn)在都采用氣門頂置式配氣機(jī)構(gòu)，其主要原因是由于頂置式配氣機(jī)構(gòu)的發(fā)動機(jī)能選用較高的壓縮比。其氣門可以設(shè)計的比較大，混合氣進(jìn)入和廢氣排出的必經(jīng)路程又比較短，因而頂置氣門式發(fā)動機(jī)的容積效率比較高。另外，頂置氣門式發(fā)動機(jī)燃燒室的S/V比值較?。⊿/V比值是燃燒室的表面積S和燃燒室的容積V之比），這樣，不僅廢氣中未燃碳?xì)浠衔锏暮枯^少，而且發(fā)動機(jī)的熱效率也較高，這在排放標(biāo)準(zhǔn)日益提高的今天是非常重要的。
在頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)中，除通常采用挺桿、推桿和搖臂控制氣門的形式外，還有采用頂置凸輪軸（SOHC）的。在頂置凸輪軸的發(fā)動機(jī)中，凸輪軸置于氣缸蓋上，凸輪直接作用于搖臂或者挺桿來控制氣門。除單頂置凸輪軸外，還有雙頂置凸輪軸（DOHC）的，其中一根凸輪軸操縱進(jìn)氣門，另一根控制排氣門。
這種單頂置凸輪軸發(fā)動機(jī)，由于沒有推桿和挺桿，因而減小了配氣機(jī)構(gòu)的慣性力，減少了氣門產(chǎn)成顫動的傾向，同時也減少了系統(tǒng)的變形量。而且這種單頂置凸輪軸發(fā)動機(jī)還有一個優(yōu)點，由于運(yùn)動質(zhì)量小，凸輪輪廓可以設(shè)計的比較陡一些，可以使氣門能夠更快的打開和關(guān)閉，保持更多的時間停留在全開的位置上，改善發(fā)動機(jī)的換氣，提高容積的效率，這樣可提高發(fā)動機(jī)的性能，特別是高速下的性能。
由于發(fā)動機(jī)的發(fā)展趨勢為多氣缸多氣門設(shè)計，而每一個氣門的進(jìn)氣與排氣都必須由凸輪軸上的凸輪外形控制。所以凸輪軸的發(fā)展趨勢是一個凸輪軸上排列著越來越多的凸輪，如果是三缸以下的發(fā)動機(jī)，不論是兩氣門還是四氣門，排氣凸輪與進(jìn)氣凸輪還可以排在一根凸輪軸上。如果是四缸以上，則必須配備兩根凸輪軸，其中一根凸輪軸控制進(jìn)氣門，另一根控制排氣門。
凸輪軸是內(nèi)燃機(jī)配氣系統(tǒng)中關(guān)鍵的零件之一，整個配氣機(jī)構(gòu)是由凸輪軸驅(qū)動的，凸輪的設(shè)計對整個配氣系統(tǒng)的性能起著決定性的作用。凸輪軸剛性差、易變形；精度高，加工難度大；因此，對于凸輪軸的設(shè)計、加工、選材、加工工藝等都提出了許多要求
