Cosa fa un albero a camme?

L'albero a camme è fondamentale per la funzione di base di un motore. Composto da due parti distinte, le camme e l'albero a camme sono l'elemento che consente alle valvole di aprire. Mentre l'albero ruota, le camme a forma di uovo (o "lobi") spingono le valvole aperte in sincronizzazione con l'ingranaggio dell'albero a gomiti.

Identificazione dell'albero a camme

Una raccolta di alberi a camme dai motori di auto e camion. Thyssenkrupp Presta Chemnitz GmbH / Wikimedia Commons

Nei moderni moderni motori a campeggio (OHC), l'albero a camme si trova nella testata cilindri. I motori OHC singoli (SOHC) hanno una camma per banca, solitamente montata tra gli steli della valvola. Le armi a rocker trasmettono il movimento SOHC alle valvole. I motori a doppio OHC (DOHC) hanno due camme per banca, di solito direttamente sugli steli della valvola, uno per le valvole di aspirazione e uno per le valvole di scarico. La forza viene trasmessa direttamente alla valvola. Un motore SOHC I4 (quattro cilindri) ha un albero a camme, mentre un motore SOHC V6 o V8 ha due. Un motore DOHC I4 ha due alberi a camme, mentre un motore DOHC V6 o V8 ha quattro alberi a camme. I motori a cam superiore hanno da tre a cinque valvole per cilindro, ma di solito due valvole di aspirazione e due valvole di scarico.

I motori più vecchi e alcuni motori "pushrod" più recenti hanno un singolo albero a camme nel blocco cilindro. Pustrod a lunghe metallo trasmettono il movimento dell'albero a camme ai bracci del bilanciere, che trasmettono quel movimento alle valvole. I motori Pushrod di solito hanno due o tre valvole per cilindro, di solito una valvola di aspirazione e una valvola di scarico.

L'albero a camme tipico è macinato da un bianco in acciaio a forma di rozzo. Alcuni alberi a camme personalizzati e personalizzati possono essere macinati da un blocco in acciaio solido.

Come funzionano gli alberi a camme

Immagini Vladru / Getty

Mentre l'albero a camme ruota, i lobi a camme si muovono su e giù. Nei motori DOHC, ogni rotazione fa spingere verso il basso un lobo a camma singola, aprendola nel cilindro. Allo stesso modo, nei motori SOHC e Pushrod, il lobo a camme spinge sui bracci del bilanciere (o Pushrods Poi armi a rocker), aprendo la valvola. Mentre il lobo a camme ruota ulteriormente, la molla della valvola forza il backup della valvola, chiudendola.

L'albero a camme è generalmente collegato all'albero motore usando una catena di distribuzione o una cinghia di distribuzione. In alcuni motori Pushrod, possono anche essere utilizzati gli ingranaggi. L'ingranaggio dell'albero a camme ha il doppio dei denti rispetto all'ingranaggio dell'albero motore, che gli consente di ruotare a metà della velocità dell'albero motore. L'albero a camme ha quattro tratti distinti: assunzione, compressione, potenza e scarico.

Gli alberi a camme comuni sono fatti per abbinare le caratteristiche operative tipiche e possono accentuare l'efficienza di crociera in autostrada o la potenza di fascia bassa. Allo stesso modo, la valvola "sollevamento" si riferisce all'altezza del lobo in relazione al centro dell'albero, che determina fino a che punto la valvola si apre. Sui alberi a camme fissi, questo non è regolabile, ma ci sono circostanze in cui il motore potrebbe "respirare" meglio se solo le valvole potessero aprire un po 'di più. Inoltre, un albero a camme fisso potrebbe aprire la valvola di aspirazione 10 ° prima del TDC (BTDC) e chiuderlo 5 ° dopo il centro morto inferiore (ABDC) e aprire la valvola di scarico di 15 ° prima del centro morto inferiore (BBDC) e chiuderlo a 5 ° ATDC. Questo è indicato come durata di apertura della valvola. Funziona bene in media Ma non eccellono in nessuna situazione di guida.

Funzioni specializzate dell'albero a camme

Questi phaser idraulici dell'albero a camme effettuano tempistica delle valvole variabili sulle valvole di aspirazione e le valvole di scarico. Dmitryko / Wikimedia Commons

Il tempismo è importante. Le valvole devono aprire e chiudere a intervalli specifici in relazione alla posizione del cilindro. Ad esempio, poiché il cilindro n. 1 sta arrivando al Top Dead Center (TDC) sulla corsa di scarico, l'albero a camme sta aprendo le valvole di aspirazione e chiudendo le valvole di scarico. Allo stesso tempo, il cilindro n. 3 potrebbe raggiungere il TDC sulla corsa di compressione, quindi l'albero a camme lascerebbe quelle valvole chiuse.

Alberi a camme dotati di temporizzazione della valvola variabile (VVT) Utilizzare attuatori idraulici per avanzare O ritardare Timing della valvola in relazione all'angolo dell'albero motore. VVT consente l'efficienza ad alta velocità o la potenza a bassa velocità.

Utilizzando gli alberi a camme a canori a valve a valvola a variabile specializzata (solenoidi controllati da computer o attuatori idraulici, l'ECM può selezionare tra due sollevamento della valvola Opzioni, a seconda della domanda del conducente.

Sui veicoli con iniezione di carburante diretto, alcuni motori diesel e la maggior parte dei motori a iniezione diretta della benzina, il pompa del carburante ad alta pressione (HPFP) è guidato da un lobo su uno degli alberi a camme.

Problemi comuni dell'albero a camme

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Poiché l'albero a camme è un componente in acciaio solido, non è incline all'usura o alla rottura. Nella maggior parte dei motori, altre parti si consumano prima dell'albero a camme. Tuttavia, ci sono alcuni problemi di albero a camme comuni che potrebbero sorgere.

• Lobi a camme usurati (chiamato anche "spazzato via" o "frustato") si riferisce ai lobi a camme che sono stati logori. I lobi a camme usurati non apriranno le valvole quanto previsto, portando a scarse prestazioni del motore e al cilindro errata. Se ciò influisce sull'HPFP, la pressione insufficiente del carburante porterà a emissioni più elevate e a un fallimento casuale.
• Sollevatori usurati Non fare riferimento a un problema esclusivo dell'albero a camme, ma può essere guidato dall'albero a camme. Un sollevatore consumato non solleverà la valvola tanto quanto intensificata, se non del tutto, ed è in genere ascoltato come un rumore o toccando il coperchio della valvola.
• Albero a camme rotto si riferisce al catastrofico fallimento dell'albero a camme. Questo potrebbe essere un difetto di produzione o essere causato dall'albero a camme sequestrato. Nei motori Pushrod, un albero a camme rotto potrebbe danneggiare significativamente le aste di collegamento, il blocco cilindri, i pistoni o l'albero a gomiti. Nei motori di interferenza, un albero a camme rotto potrebbe danneggiare la testata, le valvole o i pistoni.

Tutti e tre questi problemi sono causati dalla mancanza di un'adeguata manutenzione del motore. Prevenire i problemi dell'albero a camme ottenendo regolari cambi di olio del motore con un olio di qualità, aderendo alle raccomandazioni del produttore riguardanti l'intervallo di cambio dell'olio, il tipo di olio e la viscosità dell'olio ed evitando il surriscaldamento del motore.