Tot despre arborele cu came al motorului

Arborele cu came al motorului

Pentru funcționarea stabilă a unui motor cu ardere internă, fiecare componentă joacă o funcție importantă. Printre ele se află arborele cu came. Luați în considerare care este funcția sa, ce defecțiuni apar și în ce cazuri trebuie înlocuit.

Ce este un arbore cu came

La motoarele cu ardere internă cu un tip de funcționare în patru timpi, arborele cu came este un element integral, fără de care aerul proaspăt sau un amestec aer-combustibil nu va intra în cilindri. Acesta este arborele montat în chiulasa. Este necesar pentru ca supapele de admisie și de evacuare să se deschidă în timp util.

Fiecare arbore cu came are came (excentrice în formă de picătură) care apasă pe suportul pistonului, deschizând orificiul corespunzător din camera cilindrului. La motoarele clasice în patru timpi se folosesc întotdeauna arbori cu came (pot fi doi, patru sau unul).

Principiul de funcționare

Un scripete de antrenare (sau un asterisc, în funcție de tipul de transmisie de sincronizare) este fixat de la capătul arborelui cu came. Pe ea este pusă o curea (sau lanț, dacă este instalat un asterisc), care este conectată la scripetele sau pinionul arborelui cotit. În timpul rotației arborelui cotit, cuplul este furnizat transmisiei arborelui cu came printr-o curea sau un lanț, datorită căruia acest arbore se rotește sincron cu arborele cotit.

Secțiunea transversală a arborelui cu came arată că camele de pe acesta sunt în formă de picătură. Când arborele cu came se rotește, partea extinsă a camei împinge tachetul supapei, deschizând intrarea sau ieșirea. Când supapele de admisie sunt deschise, în cilindru intră aer proaspăt sau un amestec aer-combustibil. Când supapele de evacuare sunt deschise, gazele de evacuare sunt îndepărtate din cilindru.

Caracteristica de design a arborelui cu came vă permite să deschideți/închideți întotdeauna supapele la momentul potrivit, asigurând o distribuție eficientă a gazului în motor. Prin urmare, această parte se numește arbore cu came. Când cuplul arborelui este schimbat (de exemplu, când cureaua sau lanțul este întins), supapele nu se deschid în funcție de cursa efectuată în cilindru, ceea ce duce la funcționarea instabilă a motorului cu ardere internă sau nu îi permite munca deloc.

Unde este situat arborele cu came?

Amplasarea arborelui cu came depinde de caracteristicile de proiectare ale motorului. În unele modificări, este situat mai jos, sub blocul de cilindri. Mai des, există modificări ale motoarelor, arborele cu came fiind situat în chiulasă (deasupra motorului cu ardere internă). În al doilea caz, repararea și reglarea mecanismului de distribuție a gazului este mult mai ușoară decât în ​​primul.

Modificările motoarelor în formă de V sunt echipate cu o curea de distribuție, care se află în prăbușirea blocului de cilindri, iar uneori un bloc separat este echipat cu propriul său mecanism de distribuție a gazului. Arborele cu came în sine este fixat în carcasă cu rulmenți, ceea ce îi permite să se rotească continuu și lin. La motoarele boxer (sau boxer), proiectarea motorului cu ardere internă nu permite instalarea unui singur arbore cu came. În acest caz, fiecare parte are propriul său mecanism de distribuție a gazului, dar munca lor este sincronizată.

Funcțiile arborelui cu came

Arborele cu came este un element al sincronizării (mecanismul de distribuție a gazului). Determină ordinea loviturilor motorului și sincronizează deschiderea / închiderea supapelor care alimentează amestecul aer-combustibil cilindrilor și îndepărtează gazele de evacuare.

Mecanismul de distribuție a gazelor funcționează după principiul următor. În momentul în care motorul pornește, starterul se învârte maniveleaxul... Arborele cu came este condus de un lanț, o centură pe scripetul arborelui cotit sau angrenaje (în multe mașini americane mai vechi). Supapa de admisie din cilindru se deschide și un amestec de benzină și aer intră în camera de ardere. În același moment, senzorul arborelui cotit trimite un impuls către bobina de aprindere. În el se generează o descărcare, care merge la bujie.

Până la apariția scânteii, ambele valve din cilindru sunt închise și amestecul de combustibil este comprimat. În timpul unui incendiu, energia este generată și pistonul se mișcă în jos. Așa se transformă arborele cotit și conduce arborele cu came. În acest moment, el deschide supapa de evacuare, prin care ies gazele evacuate în timpul procesului de ardere.

Arborele cu came deschide întotdeauna supapa corectă pentru o anumită perioadă de timp și la o înălțime standard. Datorită formei sale, acest element asigură un ciclu stabil al ciclului ciclului în motor.

Detalii despre fazele de deschidere și închidere a robinetelor, precum și setările acestora, sunt prezentate în acest videoclip:

Fazele arborilor cu came, care suprapunere ar trebui să fie setată? Ce este „faza arborelui cu came”?

În funcție de modificarea motorului, unul sau mai multe arbori cu came pot fi în el. În majoritatea mașinilor, această parte este amplasată în chiulasă. Este condus de rotația arborelui cotit. Aceste două elemente sunt conectate folosind o centură, lanțul de distribuție sau trenul de viteze.

Cel mai adesea, un arbore cu came este echipat cu un motor cu ardere internă, cu un aranjament în linie de cilindri. Majoritatea acestor motoare au două supape pe cilindru (o intrare și o ieșire). Există, de asemenea, modificări cu trei valve pe cilindru (două pentru intrare, una pentru ieșire). Motoarele cu 4 supape pe cilindru sunt deseori echipate cu doi arbori. În cazul motoarelor cu combustie internă opusă și cu o formă în V, sunt instalate și două arbori cu came.

Motoarele cu un singur ax de sincronizare au un design simplu, ceea ce duce la o scădere a costului unității în timpul procesului de fabricație. Aceste modificări sunt mai ușor de întreținut. Sunt întotdeauna instalate pe mașinile cu buget.

La modificări mai scumpe ale motorului, unii producători instalează un al doilea arbore cu came pentru a reduce sarcina (în comparație cu opțiunile de sincronizare cu un singur arbore) și în unele modele ICE pentru a asigura o schimbare în fazele de distribuție a gazului. Cel mai adesea, un astfel de sistem se găsește în mașinile care trebuie să fie sportive.

Arborele cu came deschide întotdeauna supapa pentru o anumită perioadă de timp. Pentru a îmbunătăți eficiența motorului la turații mai mari, acest interval trebuie modificat (motorul are nevoie de mai mult aer). Dar, cu setarea standard a mecanismului de distribuție a gazului, la viteze mari ale arborelui cotit, supapa de admisie se închide înainte ca cantitatea necesară de aer să intre în cameră.

În același timp, dacă instalați un arbore cu came cu sport (camerele deschid supapele de admisie mai mult timp și la o înălțime diferită), la viteze mici ale motorului, există o mare probabilitate ca robinetul de admisie să se deschidă chiar înainte de închiderea supapei de evacuare. Din această cauză, o parte din amestec va intra în sistemul de evacuare. Rezultatul este o pierdere de putere la viteze mici și o creștere a emisiilor.

Cea mai simplă schemă pentru obținerea acestui efect este instalarea unui arbore cu came cu cotit la un anumit unghi în raport cu arborele cotit. Acest mecanism permite închiderea / deschiderea timpurie și târzie a robinetelor de admisie și evacuare. La turații de până la 3500, va fi într-o singură poziție, iar atunci când acest prag este depășit, axul se transformă puțin.

Fiecare producător care își echipează mașinile cu un astfel de sistem indică propriul marcaj în documentația tehnică. De exemplu, Honda specifică VTEC sau i-VTEC, Hyundai specifică CVVT, Fiat - MultiAir, Mazda - S-VT, BMW - VANOS, Audi - Valvelift, Volkswagen - VVT etc.

Până în prezent, pentru a crește performanța unităților de alimentare, se dezvoltă sisteme de distribuție a gazelor electrice și pneumatice fără cameră. Deși astfel de modificări sunt foarte costisitoare de fabricat și întreținut, astfel încât acestea nu sunt încă instalate pe mașinile de producție.

Pe lângă distribuția vitezelor motorului, această parte conduce echipamente suplimentare (în funcție de modificarea motorului), de exemplu, pompe de ulei și combustibil, precum și arborele distribuitor.

Proiectarea arborelui cu came

Arborele cu came sunt fabricate prin forjare, turnare solidă, turnare scobită și mai recent au apărut modificări tubulare. Scopul schimbării tehnologiei de creare este de a lumina structura pentru a obține eficiența maximă a motorului.

Arborele cu came este realizat sub forma unei tije, pe care există următoarele elemente:

• Ciorap. Aceasta este partea din față a arborelui, unde este făcută cheia. Scripeta de sincronizare este instalată aici. În cazul unei acționări în lanț, la locul său este instalat un asterisc. Această parte este fixată de la capăt cu un șurub.
• Gât de sigiliu pentru ulei. O etanșare de ulei este atașată la acesta pentru a preveni scurgerea grăsimii din mecanism.
• Gât de sprijin. Numărul de astfel de elemente depinde de lungimea tijei. Pe acestea se montează rulmenți de sprijin, care reduc forța de frecare în timpul rotirii tijei. Aceste elemente sunt instalate în canelurile corespunzătoare din chiulasa.
• Cam-uri. Acestea sunt proeminențe sub formă de picătură înghețată. În timpul rotirii, acestea împing tija atașată la brațul balansoarului (sau la robinetul în sine) Numărul de came depinde de numărul de supape. Mărimea și forma lor afectează înălțimea și durata deschiderii valvei. Cu cât vârful este mai ascuțit, cu atât robinetul se va închide mai repede. În schimb, marginea superficială menține ventilul deschis puțin. Cu cât arborele cu came este mai subțire, cu atât supapa va coborî, ceea ce va crește volumul de combustibil și va accelera eliminarea gazelor de evacuare. Tipul de sincronizare a supapei este determinat de forma camei (îngustă - la viteze mici, lată - la viteze mari). 
• Canalele petroliere. O gaură de trecere este realizată în interiorul arborelui prin care uleiul este furnizat camerelor (fiecare are o mică ieșire). Acest lucru previne ștergerea prematură a tijelor de împingere și uzura pe planurile camei.

Dacă se utilizează un singur arbore cu came în proiectarea motorului, atunci camerele din el sunt amplasate astfel încât un set să miște supapele de admisie și un set ușor compensat mișcă supapele de evacuare. Motoarele cu butelii echipate cu două supape de intrare și două de ieșire au două arbori cu came. În acest caz, unul deschide supapele de admisie, iar celălalt deschide evacuarea gazelor de evacuare.

Tipuri

Practic, arborii cu came nu sunt fundamental diferiți unul de celălalt. Mecanismele de distribuție a gazelor diferă radical în diferite motoare. De exemplu, în sistemele ONS, arborele cu came este instalat în chiulasa (deasupra blocului) și antrenează direct supapele (sau prin împingătoare, ridicători hidraulici).

În mecanismele de distribuție a gazelor de tip OHV, arborele cu came este amplasat lângă arborele cotit în partea inferioară a blocului cilindrilor, iar supapele sunt acționate prin tije de împingere. În funcție de tipul de sincronizare, în chiulasă pot fi instalați unul sau doi arbori cu came pentru fiecare banc de cilindri.

Arborele cu came diferă între ei prin tipul de came. Unele au „picături” mai alungite, în timp ce altele, dimpotrivă, au o formă mai puțin alungită. Acest design oferă o amplitudine diferită a mișcării supapei (unele au un interval de deschidere mai lung, în timp ce altele se deschid mai mult). Astfel de caracteristici ale arborilor cu came oferă oportunități ample pentru reglarea motoarelor prin modificarea cuplului și a cantității de alimentare VTS.

Printre arborii cu came de reglare se numără:

1. De bază. Oferă motorului cuplu maxim la turații mai mici, ceea ce este excelent pentru conducerea în oraș.
2. De jos-mijloc. Aceasta este media de aur între turațiile mici și medii. Acest arbore cu came este adesea folosit pe mașinile de curse drag.
3. Cal. La motoarele cu astfel de arbori cu came, cuplul maxim este disponibil la turații maxime, ceea ce are un efect pozitiv asupra vitezei maxime a mașinii (pentru conducerea pe autostradă).

Pe lângă arborii cu came sport, există și modificări care deschid ambele grupuri de supape (atât supapele de admisie, cât și cele de evacuare la momentul potrivit). Pentru aceasta, pe arborele cu came sunt utilizate două grupuri de came. Sistemele de sincronizare DOHC au arbori cu came de admisie și evacuare individuali.

De ce este responsabil senzorul arborelui cu came?

La motoarele cu carburator, un distribuitor este conectat la arborele cu came, care determină ce fază se realizează în primul cilindru - admisie sau evacuare.

Nu există distribuitor în motoarele cu combustie internă cu injecție, de aceea senzorul de poziție a arborelui cu came este responsabil pentru determinarea fazelor primului cilindru. Funcția sa nu este identică cu cea a senzorului arborelui cotit. Într-o revoluție completă a axului de sincronizare, arborele cotit se va întoarce în jurul axei de două ori.

DPKV fixează TDC-ul pistonului primului cilindru și dă un impuls pentru a forma o descărcare pentru bujie. DPRV trimite un semnal către ECU în ce moment este necesară furnizarea de combustibil și scânteie către primul cilindru. Ciclurile din cilindrii rămași apar alternativ în funcție de proiectarea motorului.

Senzorul arborelui cu came constă dintr-un magnet și un semiconductor. Pe arborele de sincronizare din zona de instalare a senzorului există o marcă de referință (dinte de metal mic). În timpul rotației, acest element trece pe lângă senzor, datorită căruia câmpul magnetic din acesta este închis și se generează un impuls care merge către ECU.

Unitatea de control electronic înregistrează frecvența pulsului. El este ghidat de ei atunci când amestecul de combustibil este furnizat și aprins în primul cilindru. În cazul instalării a doi arbori (unul pentru cursa de admisie și celălalt pentru evacuare), pe fiecare dintre ei va fi instalat un senzor.

Ce se întâmplă dacă un senzor defectează? Acest videoclip este dedicat acestei probleme:

SENSOR DE FASE DE CE ESTE SINTOMATII NECESARE A ECHIPAMENTULUI DPRV

Dacă motorul este echipat cu un sistem de cronometrare a supapei variabile, atunci ECU determină din frecvența impulsului în ce moment este necesar să întârzie deschiderea / închiderea supapelor. În acest caz, motorul va fi echipat cu un dispozitiv suplimentar - un schimbător de faze (sau ambreiaj hidraulic), care transformă arborele cu came pentru a modifica timpul de deschidere. Dacă senzorul Hall (sau arborele cu came) este defect, sincronizarea supapei nu se va schimba.

Principiul funcționării DPRV la motoarele diesel diferă de aplicarea în analogi pe benzină. În acest caz, fixează poziția tuturor pistoanelor în centrul mortului de sus în momentul comprimării amestecului de combustibil. Acest lucru face posibilă determinarea mai precisă a poziției arborelui cu came în raport cu arborele cotit, care stabilizează funcționarea motorului diesel și facilitează pornirea.

La proiectarea unor astfel de senzori au fost adăugate semne de referință, a căror poziție pe discul principal corespunde înclinării unei anumite supape într-un cilindru separat. Dispozitivul acestor elemente poate diferi în funcție de evoluția proprie a diferiților producători.

Tipuri de amplasare a arborelui cu came în motor

În funcție de tipul motorului, acesta poate conține unul, doi sau chiar patru arbori de distribuție a gazului. Pentru a facilita determinarea tipului de sincronizare, pe capacul cilindrului se aplică următoarele marcaje:

• SOHC. Va fi un motor în linie sau în formă de V, cu două sau trei valve pe cilindru. În ea, arborele cu came va fi unul pe rând. Pe tija ei există came care controlează faza de admisie, iar cele ușor compensate sunt responsabile pentru faza de evacuare. În cazul motoarelor realizate sub formă de V, vor exista doi astfel de arbori (unul pe rând de cilindri) sau unul (așezat în cameră între rânduri).

• DOHC. Acest sistem diferă de cel precedent prin prezența a doi arbori cu came pe o bancă de cilindri. În acest caz, fiecare dintre ei va fi responsabil pentru o fază separată: una pentru intrare, iar cealaltă pentru eliberare. Vor exista doi arbori de sincronizare pe motoarele cu un singur rând și patru pe cele în formă de V. Această tehnologie permite reducerea sarcinii pe arbore, ceea ce crește resursele sale.

Mecanismele de distribuție a gazelor diferă, de asemenea, în plasarea arborelui:

• Lateral (sau jos) (motor OHV sau „Pusher”). Aceasta este o tehnologie veche care a fost folosită în motoarele cu carburator. Printre avantajele acestui tip se numără ușurința de lubrifiere a elementelor în mișcare (situate direct în carterul motorului). Principalul dezavantaj este complexitatea întreținerii și înlocuirii. În acest caz, camele apasă pe împingătoarele basculante și transmit mișcarea supapei în sine. Astfel de modificări ale motoarelor sunt ineficiente la viteze mari, deoarece conțin un număr mare de comenzi de sincronizare a deschiderii supapelor. Datorită inerției crescute, precizia sincronizarii supapelor are de suferit.

• Top (OHC). Acest design de sincronizare este utilizat în motoarele moderne. Această unitate este mai ușor de întreținut și reparat. Unul dintre dezavantaje este sistemul complex de ungere. Pompa de ulei trebuie să creeze o presiune stabilă, prin urmare, este necesar să monitorizați îndeaproape intervalul de schimbare a uleiului și a filtrului (i se spune despre ce să vă concentrați la determinarea programului pentru o astfel de muncă aici). Acest aranjament permite utilizarea a mai puține părți suplimentare. În acest caz, camele acționează direct asupra elevatoarelor de supapă.

Cum să găsești un defect al arborelui cu came

Motivul principal al eșecului arborelui cu came este înfometarea cu ulei. Poate apărea din cauza răului stări de filtrare sau ulei necorespunzător pentru acest motor (pentru ce parametri este selectat lubrifiantul, citiți articol separat). Dacă urmați intervalele de întreținere, axul de sincronizare va dura atât timp cât întregul motor.

Probleme tipice ale arborelui cu came

Din cauza uzurii naturale a pieselor și a supravegherii automobilistului, pot apărea următoarele defecțiuni ale arborelui distribuitor de gaz.

• Eșecul pieselor atașate - angrenaj de antrenare, curea sau lanț de sincronizare. În acest caz, arborele devine inutilizabil și trebuie înlocuit.
• Securitate pe jurnale de rulment și uzură pe came. Jetoanele și canelurile sunt cauzate de sarcini excesive, cum ar fi reglarea incorectă a supapei. În timpul rotirii, forța de frecare crescută între came și robinete creează o încălzire suplimentară a ansamblului, rupând pelicula de ulei.

• Scurgerea garniturii de ulei Apare ca urmare a timpului de oprire prelungit al motorului. În timp, garnitura de cauciuc își pierde elasticitatea.
• Deformarea arborelui. Datorită supraîncălzirii motorului, elementul metalic se poate îndoi sub sarcini mari. O astfel de defecțiune este dezvăluită prin apariția vibrațiilor suplimentare în motor. De obicei, o astfel de problemă nu durează mult - din cauza agitării puternice, piesele adiacente vor eșua rapid, iar motorul va trebui trimis pentru revizuire.
• Instalare incorectă. În sine, aceasta nu este o defecțiune, dar datorită nerespectării normelor pentru strângerea șuruburilor și reglarea fazelor, motorul cu ardere internă va deveni rapid inutilizabil și va trebui „valorificat”.
• Calitatea slabă a materialului poate duce la o rupere a arborelui însuși, prin urmare, atunci când alegeți un nou arbore cu came, este important să acordați atenție nu numai prețului său, ci și reputației producătorului.

Cum se poate determina vizual uzura camerei - prezentată în videoclip:

Uzura arborelui cu came - cum să se determine vizual?

Unii șoferi încearcă să remedieze unele defecțiuni ale arborelui de sincronizare prin șlefuirea zonelor deteriorate sau instalarea de garnituri suplimentare. Nu există niciun rost în astfel de lucrări de reparații, deoarece atunci când sunt efectuate, este imposibil de obținut precizia necesară pentru buna funcționare a unității. În cazul unei probleme cu arborele cu came, experții recomandă înlocuirea imediată cu unul nou.

Cum să alegi un arbore cu came

Un nou arbore cu came trebuie selectat pe baza motivului de înlocuire:

• Înlocuirea unei părți deteriorate cu una nouă. În acest caz, unul similar este selectat în locul modelului eșuat.
• Modernizarea motorului. Pentru mașinile sport, arborii cu came speciale sunt folosiți împreună cu un sistem de cronometrare a valvei variabile. De asemenea, se modernizează motoarele pentru conducerea de zi cu zi, de exemplu, creșterea puterii prin reglarea fazelor, prin instalarea arborelor cu came standard. Dacă nu există experiență în efectuarea unei astfel de lucrări, atunci este mai bine să o încredințați profesioniștilor.

Pe ce să vă concentrați atunci când alegeți un arbore cu came care nu este standard pentru un anumit motor? Parametrul principal este camera cu came, ridicarea maximă a supapei și unghiul de suprapunere.

Pentru modul în care acești indicatori afectează performanța motorului, consultați următorul videoclip:

Cum se alege un arbore cu came (partea 1)

Costul unui arbore cu came nou

Comparativ cu o revizuire completă a motorului, costul înlocuirii arborelui cu came este neglijabil. De exemplu, un ax nou pentru o mașină internă costă în jur de 25 de dolari. Pentru reglarea temporizării supapei în unele ateliere va lua 70 USD. Pentru o revizuire majoră a motorului, împreună cu piesele de schimb, va trebui să plătiți aproximativ 250 USD (și aceasta este în stațiile de service pentru garaj).

După cum vedeți, este mai bine să efectuați întreținerea la timp și să nu expuneți motorul la sarcini excesive. Apoi își va servi stăpânul mai mulți ani.

Căror mărci să le acordați preferință

Resursa de lucru a arborelui cu came depinde în mod direct de cât de înaltă calitate folosește producătorul atunci când creează această piesă. Metalul moale se va uza mai mult, iar metalul supraîncălzit poate exploda.

Cea mai înaltă calitate și cea mai fiabilă opțiune este compania OEM. Este un producător de diverse echipamente originale, ale căror produse pot fi vândute sub diferite mărci, dar documentația va indica faptul că piesa este OEM.

Printre produsele acestui producător, puteți găsi o piesă pentru orice mașină. Este adevărat, costul unui astfel de arbore cu came va fi foarte scump în comparație cu analogii unor mărci specifice.

Dacă trebuie să rămâneți pe un arbore cu came mai ieftin, atunci o opțiune bună sunt:

• Marca germană Ruville;
• Producător ceh ET Engineteam;
• Marca britanică AE;
• Firma spaniolă Ajusa.

Dezavantajele atunci când alegeți un arbore cu came de la producătorii enumerați este că, în multe cazuri, nu creează piese pentru un anumit model. În acest caz, va trebui fie să cumpărați originalul, fie să contactați un turner de încredere.

Întrebări și răspunsuri:

Cum funcționează arborele cotit și arborele cu came? Arborele cotit funcționează prin împingerea pistonului în cilindri. Un arbore cu came de distribuție este conectat la acesta printr-o curea. Pentru două rotații ale arborelui cotit are loc o rotație a arborelui cu came.

Care este diferența dintre un arbore cotit și un arbore cu came? Arborele cotit, rotindu-se, antrenează volantul în rotație (apoi cuplul trece la transmisie și la roțile motoare). Arborele cu came deschide / închide supapa de distribuție.

Care sunt tipurile de arbori cu came? Există arbori cu came de bază, de echitație, tuning și sport. Ele diferă prin numărul și forma camelor care antrenează supapele.