曲軸 (crankshaft)與凸輪(Cam)

曲軸 (crankshaft)

• 往復式活塞引擎中，將活塞的直線往復運動動能轉化為旋轉動能的部件。
• 曲軸主要是由一根會旋轉的長軸構成
• 為了將往復式的運動轉換為旋轉運動，曲軸上會有「曲軸臂」或曲軸銷部份，其軸心和曲軸的軸心有徑向位移，而活塞連桿的較大一端會連到曲軸的曲軸臂或曲軸銷。
• 在四衝程循環中，會在曲軸上加裝一飛輪，以降低其轉矩脈衝特性，有時也會在另一端加上旋轉或振動的阻尼器，以減少曲軸上的扭力震動。

補充：飛輪是連結到曲軸上的大質量輪子，主要目的是維持曲軸上固定的角速度

• 整個引擎中唯一的動力輸出軸
• 引擎轉速=曲軸轉速
• 為了提供力臂讓活塞的上下直線運動轉為旋轉運動，必須根據活塞數目設計成一支曲折的軸
• 曲折處 (其偏心部分) 與活塞連桿大端連接，稱為曲柄臂
• 曲軸主軸承在曲軸之旋轉中心軸處支撐曲軸
• 曲軸於各個曲柄臂旁都有類似半圓形狀的曲軸配重，使得偏心運轉的曲柄臂之質量中心能落於旋轉中心 (圓心) 上，以消除偏心運轉所帶來之震動
• 要承受活塞因爆炸所產生之強大力量，其材質必須堅固耐久，所以通常都是鍛造成型
• 整個曲軸及主軸承處有許多供機油流入之油孔，好使機油能在整個曲軸上發揮潤滑與冷卻功用
• 曲軸之曲柄半徑大小決定活塞在汽缸內上下運動的行程 (衝程)，曲柄半徑越大者活塞衝程越長

在不更動引擎大部分設計，以節省成本的前提下，多會採用不同曲柄半徑之曲軸來改變排氣量

補充：「擴缸」

• 將汽缸的缸徑加大
• 缸徑加大要更動的零件遠較衝程加大者多出許多
• 只是將活塞衝程改變而導致排氣量不同，不是所謂的「擴缸」

凸輪(Cam)

• 凸輪機構一般是由凸輪、從動件和機架三個構件組成的高副機構。
• 一個具有曲線輪廓或凹槽的構件．一般可分為三類：

1. 盤形凸輪：凸輪為繞固定軸線轉動且有變化直徑的盤形構件；
2. 移動凸輪：凸輪相對機架作直線移動；
3. 圓柱凸輪：凸輪是圓柱體，可以看成是將移動凸輪捲成一個圓柱體。

• 凸輪通常作連續等速轉動，從動件根據使用要求設計使它獲得一定規律的運動．凸輪機構能實現複雜的運動要求，廣泛用於各種自動化和半自動化機械裝置中。