Camshaft

Mga Paksa:

Pangkalahatan
Overhead camshaft
Pinagbabatayan ng camshaft
Mabilis na camshafts
Nagsasapawan ang balbula
Variable valve timing at valve lift
Lubrication

Pangkalahatan:
Ang camshaft ay isang mahalagang bahagi ng makina. Tinitiyak ng camshaft na ang mga balbula ay binubuksan at sarado na nagpapahintulot sa hangin na dumaloy sa loob at labas ng silindro. Ang camshaft ay umiikot upang mabuksan ng cam ang balbula laban sa puwersa ng tagsibol ng spring ng balbula. Tinitiyak ng valve spring na ang nakabukas na balbula ay sarado kapag ang cam ay patuloy na umiikot.
Ang camshaft ay matatagpuan sa tuktok o ibaba ng cylinder head, o sa ilalim ng bloke ng engine. Ang camshaft ay hinihimok ng timing belt, chain o sprockets. Tingnan ang higit pa tungkol dito sa kabanata pamamahagi.

Overhead camshaft:
Ang overhead camshaft ay ginagamit lamang sa kasalukuyan. Ang camshaft ay pagkatapos ay inilagay sa ulo ng silindro. Ang bentahe ng mga engine na may overhead camshaft ay na maaari nilang hawakan ang mas mataas na bilis kaysa sa mga engine na may nakapailalim na camshaft.

Sa kaliwang larawan makikita mo na ang balbula ay sarado dahil ang balbula spring ay pinindot ang balbula sarado at na ang camshaft ay umiikot clockwise. Sa tamang imahe, ang camshaft ay baluktot, na nagiging sanhi ng cam upang itulak ang balbula pababa. Ang spring ay naka-compress na ngayon, itinutulak ang balbula pababa. Kapag ang camshaft ay pinaikot pa, ang valve spring ay itulak muli ang balbula pataas. Ang valve spring ay nagbibigay ng counter pressure na humigit-kumulang 20 kg.

Ang mga balbula ng isang four-stroke engine ay binubuksan ng 1 o 2 camshafts. Sa bersyon na may 1 camshaft, pinapatakbo nito ang parehong mga intake at exhaust valve.
Sa bersyon na may 2 camshafts, ang isang camshaft ay nagpapatakbo ng (mga) intake valve, at ang isa ay ang (mga) exhaust valve. Ang 2 camshaft ay maaaring itaboy ng isa-isa sa pamamagitan ng 1 timing belt, ngunit mayroon ding mga sistema kung saan ang isang camshaft ay nagtutulak sa isa sa pamamagitan ng isang hiwalay na sinturon o chain (tingnan ang mga larawan sa ibaba)

Ang mga larawan sa ibaba ay mga halimbawa lamang ng paggawa ng timing belt. Ang prinsipyo ay pareho sa isang timing chain.

Ang larawan sa itaas sa kaliwa ay ng isang makina na nilagyan ng isang solong camshaft. Pinapatakbo nito ang parehong mga intake at exhaust valve. Ito ay kadalasang inilalapat sa, halimbawa, mga makinang may apat na silindro na may 8 o 12 balbula (i.e. may 2 o 3 balbula bawat silindro).

Ang gitnang imahe ay ng isang makina na may double camshaft, na pinapatakbo ng dalawang timing belt. Ang camshaft sprocket (1) ay direktang hinihimok ng crankshaft na may malaking sinturon. Sa likod ng pulley ng gear 1 ay isang maliit na gear, kung saan tumatakbo ang likurang sinturon. Ang hulihan (maliit) na sinturon ay nagtutulak sa camshaft sprocket (2). Ang maliit na sinturon ay nangangailangan ng isang hiwalay na tensioner. Karaniwan itong inilalapat sa mga makinang may apat na silindro na may 16 o higit pang mga balbula. (kaya 4 o higit pang mga balbula bawat silindro)

Ang kanang larawan ay isang makina ng motorsiklo na may dalawang camshaft. Ang mga camshaft ay hinihimok ng parehong sinturon at isang kadena. Ang Camshaft 1 ay hinihimok ng timing belt, na hinihimok ng crankshaft. Ang Camshaft 2 ay hinihimok ng chain na pinapatakbo ng camshaft 1. Ang kadena na ito ay naka-mount sa ilalim ng takip ng balbula na may isang tensioner o isang mekanismo ng pagsasaayos. Karaniwan itong inilalapat sa, halimbawa, mga makinang may apat na silindro na may 16 o higit pang mga balbula. (apat o higit pang mga balbula bawat silindro)

Pinagbabatayan ng camshaft:
Noong nakaraan, ang mga makina ay nilagyan ng nakapailalim na camshaft. Sa ngayon, ang mga makina ng pampasaherong sasakyan ay nilagyan lamang ng overhead camshaft. Ang konstruksiyon na may nakapailalim na camshaft ay nawawala. Ang kawalan ng konstruksiyon na ito ay ang mga makinang ito ay hindi makayanan ang mataas na bilis dahil maraming masa sa pagitan ng camshaft at ng balbula. Sa mataas na bilis, masyadong maraming paglalaro ang magaganap at ang balbula ay hindi na magbubukas at magsasara sa tamang oras.
Ang crankshaft ay nagmamaneho sa pamamagitan ng isang maliit na timing chain o belt sa pinagbabatayan na camshaft (tingnan ang larawan sa ibaba). Tinutulak ng camshaft ang valve tappet at pushrod nang diretso. Itinulak pataas ang kanang bahagi ng rocker arm. Ang rocker arm ay 'tumalog' sa paligid ng rocker arm axle, itinutulak ang kaliwang bahagi pababa. Pinipilit nito ang balbula pababa laban sa puwersa ng spring ng balbula. Kapag ang camshaft ay pinaikot pa, pinindot ng valve spring ang balbula na sarado at ang rocker arm ay babalik sa panimulang posisyon nito.

Mabilis na camshafts:
Kung ang cam ay mas hugis-itlog at mas mahaba, ang balbula ay mananatiling bukas nang mas matagal. Mas maraming hangin ang maaaring dumaloy sa silindro. Nagreresulta ito sa mga kita ng kapital. Ang prinsipyong ito ay ginagamit, bukod sa iba pang mga bagay, sa pag-tune ng makina. Ito ay tinatawag na 'fast camshafts'. Kung ang dulo ay mas matalas (higit sa isang puntong hugis) ang balbula ay magsasara nang mas mabilis. Dapat din itong bahagyang matambok, kung hindi, ang balbula ay sasampa pabalik sa upuan sa sobrang bilis, na magdudulot ng matigas na pagkasira sa mga upuan ng balbula. Kapag nagdidisenyo ng isang makina, maingat din itong nasubok, upang mai-install ang mga camshaft na pinakamainam para sa kapangyarihan, pagkonsumo ng gasolina at mga halaga ng paglabas.

Overlap ng balbula:
Sa panahon ng magkakapatong na balbula, ang mga inlet at outlet na balbula ay bukas nang sabay-sabay. Sa dulo ng exhaust stroke, kapag ang piston ay halos nasa TDC, bubukas ang intake valve bago isara ang exhaust valve. Sa sitwasyong ito, ang bilis ng mga gas na tambutso na umaalis sa silid ng pagkasunog ay napakataas na ang hangin sa pagpasok ay nakukuha na ng vacuum effect. Matapos isara ang tambutso at ang piston ay lumipat sa ODP, ang intake valve ay bubukas nang buo. Sa gayo'y pupunuin ng intake air ang combustion space.
Ang bentahe ng valve overlap ay ang bilis ng papasok na hangin kapag bumukas ang inlet valve, na nagreresulta sa mas mataas na antas ng pagpuno.

Ipinapakita ng figure ang sitwasyon kung saan ang inlet valve (kaliwa) at ang exhaust valve (kanan) ay sabay na nagbubukas.

Ipinapakita ng diagram ang pagbubukas at pagsasara ng mga balbula ng tambutso at pumapasok. Habang umiikot ang camshaft, bubukas at magsasara muli ang balbula ng tambutso (ang mga asul na linya). Ang valve overlap ay nangyayari sa gitna ng graph. Ito ay ipinapakita sa pula. Ang inlet valve (ipinakita sa mga berdeng linya) ay bahagyang nabuksan dito.

Ang balbula na magkakapatong ay nakakamit ng hugis ng cam. Sa larawan sa ibaba makikita mo na sa itaas na camshaft ang pinakamataas na cam ay 114 degrees ang pagitan. Sa gitna ng figure, ang valve overlap ay nangyayari dahil ang dulo ng intake cam at ang simula ng exhaust cam ay mas mataas kaysa sa bilog na bahagi ng camshaft. Ito ang bahagi kung saan ang mga intake at exhaust valve ay bukas nang sabay.
Ang mas malapit ang mga lug ay inilalagay sa isa't isa, mas maraming magkakapatong ang nangyayari. Ito ay makikita sa pagkakaiba sa pagitan ng upper at lower camshafts, na ang cams sa lower camshaft ay 108 degrees ang pagitan.

Ang balbula ay magkakapatong samakatuwid ay palaging nangyayari at hindi mababago dahil sa nakapirming hugis ng cam sa camshaft. Ang dami ng overlap ng balbula ay tinutukoy ng tagagawa ng engine.

Variable valve timing at valve lift:
Ang lakas ng makina ay higit na nakasalalay sa camshaft. Kung mayroon itong mahaba at hugis-itlog na mga cam, ang mga balbula ay mananatiling bukas nang mas matagal. Nangangahulugan ito na mas maraming hangin ang maaaring pumasok at umalis sa makina, na gumagawa ng mas maraming lakas. Kung ang mga cam ay mas maikli at mas pointer, ang balbula ay bubukas nang mas kaunti at mas maagang magsasara, na nagbibigay-daan sa mas kaunting hangin na pumapasok at lumabas, kaya ito ay gumagawa din ng mas kaunting kapangyarihan. Ang kalamangan ay maaari itong mabawasan ang pagkonsumo ng gasolina.

Ang mababang bilis ng makina na may mababang pagkarga ay nangangailangan ng:

Ang mga intake valve ay nagbubukas nang huli at nagsasara nang maaga.
Ang mga balbula ng tambutso ay nagbubukas nang huli at nagsasara nang maaga.

Ang mataas na bilis ng makina na may mataas na pagkarga ay nangangailangan ng:

Buksan ang mga balbula ng intake nang maaga at isara nang huli.
Buksan ang mga balbula ng tambutso nang maaga at isara nang huli.

Ang mga tagagawa ng kotse ay palaging naghahanap ng isang gitnang lupa. Inaayos ng variable valve timing ang camshaft sa kinakailangang posisyon sa bilis kung saan tumatakbo ang makina. Ang variable valve lift ay isa ring pamamaraan upang makakuha ng iba't ibang mga pakinabang sa pamamagitan ng pagbabago ng distansya kung saan bumukas ang balbula.

Sa variable na timing ng balbula pinipihit ang camshaft na may kaugnayan sa adjustable camshaft sprocket (tingnan ang larawan). Sa sistemang ito maaari itong ayusin na ang mga balbula ay bumukas nang mas maaga o mas bago, ngunit hindi ito maaaring ayusin na ang mga balbula ay mananatiling bukas nang mas matagal. Kung ang balbula ay bubukas nang mas maaga, ito ay magsasara din nang mas maaga, dahil ang hugis ng camshaft ay nananatiling pareho. Sa pahina variable na timing ng balbula karagdagang paliwanag ang ibibigay tungkol dito.

Variable valve lift ay isang pamamaraan na nagsisiguro na ang taas ng pag-angat ng balbula ay adjustable. Kinokontrol nito kung gaano kalayo ang bubukas ng balbula. Ito ay kapaki-pakinabang para sa parehong pagkonsumo ng gasolina at lakas ng makina. Ang larawan sa ibaba ay isang halimbawa nito. Ito ang Valvetronic ng BMW.
Ang variable valve lift ay inilalapat lamang sa intake camshaft. Mayroong ilang mga diskarte na ginagamit ng iba't ibang mga tagagawa. Sa pahina variable na pag-angat ng balbula ang iba't ibang mga pamamaraan ay inilarawan nang detalyado.

Lubrication:
Ang camshaft ay kailangang lubricated, tulad ng lahat ng iba pang gumagalaw na bahagi sa makina. Ang camshaft ay binibigyan ng langis sa mga tamang lugar sa pamamagitan ng mga tubo na may mga butas o nozzle. Ang pagpapatakbo ng buong sistema ng pagpapadulas ay inilarawan sa pahina sistema ng pagpapadulas.