Subiecte:
- General
- Arborele cu came deasupra capului
- Arborele cu came dedesubt
- Arborii cu came rapizi
- Suprapunerea supapelor
- Timpul variabil al supapelor și ridicarea supapei
- ungere
General:
Arborele cu came este o parte importantă a motorului. Arborele cu came asigură că supape sunt deschise și închise permițând aerului să intre și să iasă din cilindru. Arborele cu came se rotește astfel încât camea deschide supapa împotriva forței arcului arcului supapei. Arcul supapei asigură că supapa deschisă este închisă atunci când cama continuă să se rotească.
Arborele cu came este situat în partea de sus sau de jos a chiulasei sau în partea de jos a blocului motor. Arborele cu came este antrenat de cureaua de distribuție, lanț sau pinioane. Vezi mai multe despre asta în capitol distribuție.
Arborele cu came deasupra capului:
Arborele cu came în cap este folosit doar în zilele noastre. Arborele cu came este apoi plasat în chiulasa. Avantajul motoarelor cu arbore cu came deasupra capului este că pot suporta viteze mai mari decât motoarele cu arbore cu came subiacent.
În imaginea din stânga puteți vedea că supapa este închisă deoarece arcul supapei apasă pe supapa închisă și că arborele cu came se rotește în sensul acelor de ceasornic. În imaginea din dreapta, arborele cu came este răsucit, determinând ca camera să împingă supapa în jos. Arcul este acum comprimat, împingând supapa în jos. Când arborele cu came a fost rotit în continuare, arcul supapei va împinge supapa din nou în sus. Arcul supapei exercită o contrapresiune de aproximativ 20 kg.
Supapele unui motor în patru timpi sunt deschise de 1 sau 2 arbori cu came. In varianta cu 1 arbore cu came actioneaza atat supapele de admisie cat si cele de evacuare.
În versiunea cu 2 arbori cu came, un arbore cu came acţionează supapa(le) de admisie, iar celălalt supapa(le) de evacuare. Cei 2 arbori cu came pot fi antrenați unul după altul de 1 cureaua de distribuție, dar există și sisteme în care un arbore cu came îl antrenează pe celălalt prin intermediul unei curele sau al unui lanț separat (vezi imaginile de mai jos)
Imaginile de mai jos sunt doar exemple ale construcției curelei de distribuție. Principiul este același cu un lanț de distribuție.
Imaginea de mai sus din stânga este a unui motor echipat cu un singur arbore cu came. Aceasta acţionează atât supapele de admisie, cât şi de evacuare. Acest lucru se aplică de obicei, de exemplu, la motoarele cu patru cilindri cu 8 sau 12 supape (adică cu 2 sau 3 supape pe cilindru).
Imaginea din mijloc este a unui motor cu un arbore cu came dublu, care este antrenat de două curele de distribuție. Pinionul arborelui cu came (1) este antrenat direct de arborele cotit cu cureaua mare. În spatele scripetei angrenajului 1 se află o roată dințată mică, peste care trece cureaua din spate. Această curea din spate (mică) antrenează pinionul arborelui cu came (2). Cureaua mică necesită un întinzător separat. Acest lucru se aplică de obicei la motoarele cu patru cilindri cu 16 sau mai multe supape. (deci 4 sau mai multe supape pe cilindru)
Imaginea din dreapta este a unui motor de motocicletă cu doi arbori cu came. Arborii cu came sunt antrenați atât de o curea cât și de un lanț. Arborele cu came 1 este antrenat de cureaua de distribuție, care este antrenată de arborele cotit. Arborele cu came 2 este antrenat de lanțul care este antrenat de arborele cu came 1. Acest lanț este montat sub capacul supapei cu un întinzător sau un mecanism de reglare. Acest lucru este de obicei aplicat, de exemplu, la motoarele cu patru cilindri cu 16 sau mai multe supape. (patru sau mai multe supape pe cilindru)
Arborele cu came dedesubt:
În trecut, motoarele erau echipate cu un arbore cu came subiacent. În zilele noastre, motoarele autoturismelor sunt echipate doar cu un arbore cu came în cap. Construcția cu arborele cu came dedesubt dispare. Dezavantajul acestei construcții este că aceste motoare nu pot suporta turații mari deoarece există multă masă între arborele cu came și supapă. La viteze mari, va apărea prea mult joc și supapa nu se va mai deschide și nu se va mai închide la momentele corecte.
Arborele cotit actioneaza prin intermediul un mic lanț de distribuție sau curea la arborele cu came dedesubt (vezi imaginea de mai jos). Arborele cu came împinge tachetul supapei și tija de împingere drept în sus. Partea dreaptă a culbutorului este împinsă în sus. Culbutorul „se răsturnează” în jurul axei culbutorului, împingând partea stângă în jos. Acest lucru forțează supapa în jos împotriva forței arcului supapei. Când arborele cu came este rotit în continuare, arcul supapei apasă pe supapa închisă și culbutorul revine în poziția sa de pornire.
Arborii cu came rapizi:
Dacă camera este mai ovală și mai lungă, supapa va rămâne deschisă mai mult timp. Mai mult aer poate curge apoi în cilindru. Acest lucru are ca rezultat câștiguri de capital. Acest principiu este folosit, printre altele, în reglarea motorului. Acest lucru se numește „arbori cu came rapizi”. Dacă capătul este mai ascuțit (mai mult în formă de vârf), supapa se va închide mai repede. De asemenea, trebuie să fie ușor convex, altfel supapa se va trânti înapoi pe scaun cu o viteză prea mare, provocând uzura dură a scaunelor supapei. Atunci când proiectați un motor, acesta este, de asemenea, testat cu atenție, astfel încât să fie instalați arbori cu came care sunt cei mai optimi pentru putere, consum de combustibil și valori de emisie.
Suprapunerea supapelor:
În timpul suprapunerii supapelor, supapele de intrare și de evacuare sunt deschise pentru scurt timp în același timp. La sfârșitul cursei de evacuare, când pistonul este aproape la PMS, supapa de admisie se deschide înainte ca supapa de evacuare să fie închisă. În această situație, viteza gazelor de evacuare care părăsesc camera de ardere este atât de mare încât aerul de admisie este deja aspirat de efectul de vid. După ce supapa de evacuare este închisă și pistonul se deplasează la ODP, supapa de admisie se deschide complet. Aerul de admisie va umple astfel spațiul de ardere.
Avantajul suprapunerii supapelor este că viteza aerului de intrare crește atunci când supapa de admisie se deschide, rezultând un grad de umplere mai mare.
Figura arată situația în care supapa de admisie (stânga) și supapa de evacuare (dreapta) sunt deschise în același timp.
Diagrama arată deschiderea și închiderea supapelor de evacuare și admisie. Pe măsură ce arborele cu came se rotește, supapa de evacuare se deschide și se închide din nou (liniile albastre). Suprapunerea supapelor are loc în mijlocul graficului. Aceasta este afișată cu roșu. Supapa de admisie (prezentată cu linii verzi) a fost deja deschisă puțin aici.
Suprapunerea supapelor se realizează prin forma camei. În imaginea de mai jos puteți vedea că pe arborele cu came superior cele mai înalte came se află la 114 grade una de cealaltă. În centrul figurii, suprapunerea supapelor are loc deoarece capătul camei de admisie și începutul camei de evacuare sunt mai înalte decât partea rotundă a arborelui cu came. Aceasta este partea în care supapele de admisie și de evacuare sunt deschise în același timp.
Cu cât urechile sunt așezate mai aproape unul de celălalt, cu atât apare mai multă suprapunere. Acest lucru poate fi văzut în diferența dintre arborii cu came superior și inferior, camele din arborele cu came inferior fiind la 108 de grade unul de celălalt.
Prin urmare, suprapunerea supapelor are loc întotdeauna și nu poate fi schimbată din cauza formei fixe a camei pe arborele cu came. Cantitatea de suprapunere a supapelor este determinată de producătorul motorului.
Distribuție variabilă a supapelor și ridicare a supapei:
Puterea motorului depinde în mare măsură de arborele cu came. Dacă are came lungi și ovale, supapele vor rămâne deschise mai mult timp. Aceasta înseamnă că mai mult aer poate intra și ieși din motor, ceea ce produce mai multă putere. Dacă camele sunt mai scurte și mai ascuțite, supapa se va deschide mai puțin și se va închide mai devreme, permițând mai puțin aer să intre și să iasă, astfel încât, de asemenea, produce mai puțină putere. Avantajul este că acest lucru poate reduce consumul de combustibil.
Turațiile scăzute ale motorului cu sarcini reduse necesită:
- Supapele de admisie se deschid târziu și se închid devreme.
- Supapele de evacuare se deschid târziu și se închid devreme.
Vitezele mari ale motorului cu sarcini mari necesită:
- Deschideți supapele de admisie devreme și închideți târziu.
- Deschideți supapele de evacuare devreme și închideți târziu.
Producătorii de mașini caută întotdeauna o cale de mijloc. Distribuția variabilă a supapelor reglează arborele cu came în poziția dorită la turația la care funcționează motorul. Ridicarea variabilă a supapei este, de asemenea, o tehnică pentru a obține diverse avantaje prin modificarea distanței la care se deschide supapa.
La sincronizare variabilă a supapelor rotește arborele cu came în raport cu pinionul reglabil al arborelui cu came (vezi imaginea). Cu acest sistem se poate aranja ca supapele să se deschidă mai devreme sau mai târziu, dar nu se poate aranja ca supapele să rămână deschise mai mult timp. Dacă supapa se deschide mai devreme, se va închide și ea mai devreme, deoarece forma arborelui cu came rămâne aceeași. Pe pagina sincronizare variabilă a supapelor se vor da mai multe explicații despre asta.
Ridicare variabilă a supapei este o tehnică care asigură că înălțimea de ridicare a supapei este reglabilă. Aceasta controlează cât de departe se deschide supapa. Acest lucru este benefic atât pentru consumul de combustibil, cât și pentru puterea motorului. Imaginea de mai jos este un exemplu în acest sens. Acesta este Valvetronic de la BMW.
Ridicarea variabilă a supapei este aplicată numai arborelui cu came de admisie. Există mai multe tehnici care sunt utilizate de diferiți producători. La pagina ridicare variabilă a supapei diferitele tehnici sunt descrise în detaliu.
Lubrifiere:
Arborele cu came trebuie lubrifiat, la fel ca toate celelalte componente în mișcare ale motorului. Arborele cu came este alimentat cu ulei în locurile potrivite prin conducte cu orificii sau duze. Funcționarea întregului sistem de lubrifiere este descrisă pe pagină sistem de lubrifiere.
