Semua tentang camshaft mesin

Camshaft mesin

Untuk pengoperasian mesin pembakaran internal yang stabil, setiap bagian memainkan fungsi penting. Diantaranya adalah camshaft. Pertimbangkan apa fungsinya, kesalahan apa yang terjadi, dan dalam kasus apa perlu diganti.

Apa itu camshaft?

Dalam mesin pembakaran internal dengan jenis operasi empat langkah, camshaft adalah elemen integral, yang tanpanya udara segar atau campuran udara-bahan bakar tidak akan masuk ke dalam silinder. Ini adalah poros yang dipasang di kepala silinder. Hal ini diperlukan agar katup masuk dan katup buang terbuka tepat waktu.

Setiap camshaft memiliki Cams (eksentrik berbentuk drop) yang menekan pengikut piston, membuka lubang yang sesuai di ruang silinder. Dalam mesin empat langkah klasik, camshaft selalu digunakan (bisa ada dua, empat atau satu).

Prinsip operasi

Katrol penggerak (atau tanda bintang, tergantung pada jenis penggerak waktu) dipasang dari ujung poros bubungan. Sabuk (atau rantai, jika tanda bintang dipasang) diletakkan di atasnya, yang terhubung ke katrol atau sproket poros engkol. Selama rotasi poros engkol, torsi disuplai ke penggerak poros bubungan melalui sabuk atau rantai, yang karenanya poros ini berputar secara serempak dengan poros engkol.

Penampang camshaft menunjukkan bahwa Cams di atasnya berbentuk drop. Saat camshaft berputar, bagian cam yang diperpanjang mendorong tappet katup, membuka inlet atau outlet. Ketika katup masuk dibuka, udara segar atau campuran udara-bahan bakar memasuki silinder. Ketika katup buang dibuka, gas buang dikeluarkan dari silinder.

Fitur desain camshaft memungkinkan Anda untuk selalu membuka / menutup katup pada waktu yang tepat, memastikan distribusi gas yang efisien di mesin. Oleh karena itu, bagian ini disebut camshaft. Ketika torsi poros digeser (misalnya, ketika sabuk atau rantai diregangkan), katup tidak terbuka sesuai dengan langkah yang dilakukan di dalam silinder, yang menyebabkan pengoperasian mesin pembakaran internal tidak stabil atau tidak memungkinkannya untuk bekerja sama sekali.

Dimana camshaft berada?

Lokasi camshaft tergantung pada fitur desain motor. Pada beberapa modifikasi, letaknya di bawah, di bawah blok silinder. Modifikasi mesin lebih umum, camshaft yang terletak di kepala silinder (di atas mesin pembakaran internal). Dalam kasus kedua, perbaikan dan penyesuaian mekanisme distribusi gas jauh lebih mudah daripada yang pertama.

Modifikasi mesin berbentuk V dilengkapi dengan timing belt, yang terletak di runtuhnya blok silinder, dan terkadang blok terpisah dilengkapi dengan mekanisme distribusi gasnya sendiri. Camshaft itu sendiri dipasang di rumahan dengan bantalan, yang memungkinkannya berputar secara konstan dan lancar. Pada mesin boxer (atau boxer), desain mesin pembakaran internal tidak memungkinkan pemasangan satu camshaft. Dalam hal ini, mekanisme distribusi gas terpisah dipasang di setiap sisi, tetapi pekerjaannya disinkronkan.

Fungsi poros bubungan

Camshaft merupakan elemen timing (mekanisme distribusi gas). Ini menentukan urutan langkah mesin dan menyinkronkan pembukaan / penutupan katup, yang memasok campuran udara-bahan bakar ke silinder dan membuang gas buang.

Mekanisme distribusi gas bekerja dengan prinsip sebagai berikut. Pada saat mesin dihidupkan, starter engkol engkolporos th... Camshaft digerakkan oleh rantai, sabuk di atas katrol poros engkol, atau roda gigi (di banyak mobil Amerika yang lebih tua). Katup intake di silinder terbuka dan campuran bensin dan udara masuk ke ruang bakar. Pada saat yang sama, sensor poros engkol mengirimkan pulsa ke koil penyalaan. Debit dihasilkan di dalamnya, yang menuju ke busi.

Pada saat percikan muncul, kedua katup dalam silinder ditutup dan campuran bahan bakar dikompresi. Selama kebakaran, energi dihasilkan dan piston bergerak ke bawah. Beginilah cara poros engkol berputar dan menggerakkan poros bubungan. Pada saat ini, ia membuka katup buang, tempat keluarnya gas-gas buangan selama proses pembakaran.

Camshaft selalu membuka katup yang benar untuk jangka waktu tertentu dan ke ketinggian standar. Berkat bentuknya, elemen ini memastikan siklus siklus siklus motor yang stabil.

Detail tentang fase membuka dan menutup katup, serta pengaturannya, ditampilkan dalam video ini:

Tahapan pada camshafts, tumpang tindih mana yang harus disetel? Apa itu "fase camshaft"?

Tergantung pada modifikasi mesin, satu atau lebih poros bubungan mungkin ada di dalamnya. Pada kebanyakan mobil, bagian ini terletak di kepala silinder. Ini didorong oleh rotasi poros engkol. Kedua elemen ini dihubungkan dengan sabuk, rantai waktu, atau rangkaian roda gigi.

Paling sering, satu camshaft dilengkapi dengan mesin pembakaran internal dengan susunan silinder sejajar. Sebagian besar mesin ini memiliki dua katup per silinder (satu saluran masuk dan satu saluran keluar). Ada juga modifikasi dengan tiga katup per silinder (dua untuk saluran masuk, satu untuk saluran keluar). Mesin dengan 4 katup per silinder lebih sering dilengkapi dengan dua poros. Pada mesin pembakaran berlawanan dan dengan bentuk V, dua poros bubungan juga dipasang.

Motor dengan poros waktu tunggal memiliki desain yang sederhana, yang menyebabkan penurunan biaya unit selama proses pembuatan. Modifikasi ini lebih mudah dirawat. Mereka selalu dipasang di mobil anggaran.

Pada modifikasi mesin yang lebih mahal, beberapa pabrikan memasang camshaft kedua untuk mengurangi beban (dibandingkan dengan opsi timing dengan poros tunggal) dan pada beberapa model ICE untuk memberikan pergeseran fase distribusi gas. Paling sering, sistem seperti itu ditemukan pada mobil yang harus sporty.

Camshaft selalu membuka katup untuk jangka waktu tertentu. Untuk meningkatkan efisiensi motor pada rpm yang lebih tinggi, interval ini harus diubah (mesin membutuhkan lebih banyak udara). Tetapi dengan pengaturan standar dari mekanisme distribusi gas, pada peningkatan kecepatan poros engkol, katup masuk menutup sebelum jumlah udara yang diperlukan memasuki ruang.

Pada saat yang sama, jika Anda memasang camshaft sport (cams membuka katup masuk lebih lama dan pada ketinggian yang berbeda), pada kecepatan mesin rendah, ada kemungkinan besar bahwa katup masuk akan terbuka bahkan sebelum katup buang menutup. Karena itu, sebagian campuran akan masuk ke sistem pembuangan. Hasilnya adalah hilangnya tenaga pada kecepatan rendah dan peningkatan emisi.

Skema paling sederhana untuk mencapai efek ini adalah dengan memasang poros bubungan engkol pada sudut tertentu relatif terhadap poros engkol. Mekanisme ini memungkinkan penutupan / pembukaan katup masuk dan keluar lebih awal dan akhir. Pada rpm hingga 3500, ia akan berada dalam satu posisi, dan ketika ambang batas ini diatasi, poros akan berputar sedikit.

Setiap pabrikan yang melengkapi mobilnya dengan sistem seperti itu menunjukkan tandanya sendiri dalam dokumentasi teknis. Misalnya, Honda menentukan VTEC atau i-VTEC, Hyundai menentukan CVVT, Fiat - MultiAir, Mazda - S-VT, BMW - VANOS, Audi - Valvelift, Volkswagen - VVT, dll.

Sampai saat ini, untuk meningkatkan kinerja unit daya, sistem distribusi gas camless elektromagnetik dan pneumatik sedang dikembangkan. Sedangkan modifikasi semacam itu sangat mahal untuk dibuat dan dirawat, sehingga belum dipasang pada mobil produksi.

Selain pendistribusian langkah mesin, bagian ini menggerakkan peralatan tambahan (tergantung pada modifikasi mesin), misalnya pompa oli dan bahan bakar, serta poros distributor.

Desain camshaft

Camshafts diproduksi dengan penempaan, pengecoran padat, pengecoran berongga dan modifikasi tubular baru-baru ini telah muncul. Tujuan perubahan teknologi kreasi adalah untuk meringankan struktur untuk mendapatkan efisiensi motor yang maksimal.

Camshaft dibuat dalam bentuk rod, yang memiliki elemen sebagai berikut:

• Kaus kaki. Ini adalah bagian depan poros tempat alur pasak dibuat. Katrol timing dipasang di sini. Dalam kasus drive rantai, tanda bintang dipasang di tempatnya. Bagian ini diperbaiki dari ujung dengan baut.
• Leher omentum. Segel oli dipasang padanya untuk mencegah gemuk bocor keluar dari mekanisme.
• Dukungan leher. Jumlah elemen semacam itu tergantung pada panjang batang. Bantalan pendukung dipasang padanya, yang mengurangi gaya gesekan selama rotasi batang. Elemen-elemen ini dipasang di alur yang sesuai di kepala silinder.
• Kamera. Ini adalah tonjolan dalam bentuk tetesan beku. Selama rotasi, mereka mendorong batang yang terpasang ke lengan ayun (atau katup tappet itu sendiri). Jumlah cam tergantung pada jumlah katup. Ukuran dan bentuknya memengaruhi tinggi dan durasi pembukaan katup. Semakin tajam ujungnya, semakin cepat katup menutup. Sebaliknya, tepi dangkal membuat katup sedikit terbuka. Semakin tipis poros bubungan, semakin rendah katupnya turun, yang akan meningkatkan volume bahan bakar dan mempercepat pembuangan gas buang. Jenis timing katup ditentukan oleh bentuk cam (sempit - pada kecepatan rendah, lebar - pada kecepatan tinggi). 
• Saluran minyak. Lubang tembus dibuat di dalam poros tempat oli disuplai ke bubungan (masing-masing memiliki saluran keluar kecil). Ini mencegah penghapusan dini batang dorong dan keausan pada bidang bubungan.

Jika camshaft tunggal digunakan dalam desain mesin, maka cams di dalamnya ditempatkan sedemikian rupa sehingga satu set menggerakkan katup masuk, dan set yang sedikit offset menggerakkan katup buang. Mesin dengan silinder yang dilengkapi dengan dua katup masuk dan dua katup keluar memiliki dua poros bubungan. Dalam hal ini, satu membuka katup masuk, dan yang lainnya membuka gas buang.

Jenis

Pada dasarnya, camshaft pada dasarnya tidak berbeda satu sama lain. Mekanisme distribusi gas berbeda secara radikal di mesin yang berbeda. Misalnya, dalam sistem ONS, camshaft dipasang di kepala silinder (di atas blok), dan langsung menggerakkan katup (atau melalui pendorong, pengangkat hidrolik).

Dalam mekanisme distribusi gas tipe OHV, camshaft terletak di sebelah poros engkol di bagian bawah blok silinder, dan katup digerakkan melalui batang pushrod. Tergantung pada jenis timing, satu atau dua camshafts per bank silinder dapat dipasang di kepala silinder.

Camshaft berbeda di antara mereka sendiri dalam jenis Cams. Beberapa memiliki "tetesan" yang lebih memanjang, sementara yang lain, sebaliknya, memiliki bentuk yang kurang memanjang. Desain ini memberikan amplitudo gerakan katup yang berbeda (beberapa memiliki interval pembukaan yang lebih lama, sementara yang lain membuka lebih lama). Fitur camshafts semacam itu memberikan banyak peluang untuk menyetel mesin dengan mengubah torsi dan kuantitas suplai VTS.

Di antara camshaft tuning ada:

1. akar rumput. Menyediakan motor dengan torsi maksimum pada rpm rendah, yang sangat bagus untuk mengemudi di kota.
2. Bawah-tengah. Ini adalah rata-rata emas antara putaran rendah dan menengah. Camshaft ini sering digunakan pada mesin drag racing.
3. Kuda. Pada motor dengan camshaft seperti itu, torsi maksimum tersedia pada putaran maksimum, yang memiliki efek positif pada kecepatan maksimum mobil (untuk mengemudi di jalan raya).

Selain camshaft sport, ada juga modifikasi yang membuka kedua kelompok katup (baik katup masuk dan buang pada waktu yang tepat). Untuk ini, dua grup cam digunakan pada poros bubungan. Sistem timing DOHC memiliki camshafts intake dan exhaust individual.

Untuk apa sensor camshaft bertanggung jawab?

Di mesin dengan karburator, distributor terhubung ke poros bubungan, yang menentukan fase mana yang dilakukan di silinder pertama - masuk atau keluar.

Tidak ada distributor pada mesin pembakaran dalam injeksi, oleh karena itu sensor posisi poros bubungan bertanggung jawab untuk menentukan fase silinder pertama. Tugasnya tidak identik dengan fungsionalitas sensor poros engkol. Dalam satu putaran penuh dari timing shaft, poros engkol akan memutar sumbu dua kali.

DPKV memperbaiki TDC piston silinder pertama dan memberikan dorongan untuk membentuk pelepasan busi. DPRV mengirimkan sinyal ke ECU pada saat yang tepat untuk memasok bahan bakar dan percikan api ke silinder pertama. Siklus di silinder yang tersisa terjadi secara bergantian tergantung pada desain mesin.

Sensor camshaft terdiri dari magnet dan semikonduktor. Terdapat patokan (gigi logam kecil) pada timing shaft di area pemasangan sensor. Selama rotasi, elemen ini melewati sensor, yang karenanya medan magnet di dalamnya ditutup dan pulsa dihasilkan yang menuju ke ECU.

Unit kontrol elektronik mencatat denyut nadi. Dia dipandu oleh mereka saat memberi makan dan menyalakan campuran bahan bakar di silinder pertama. Dalam kasus memasang dua poros (satu untuk langkah masuk, dan yang lainnya untuk knalpot), sebuah sensor akan dipasang pada masing-masing poros.

Apa yang terjadi jika sensor gagal? Video ini dikhususkan untuk masalah ini:

FASE SENSOR MENGAPA ITU GEJALA DIPERLUKAN DARI KEGAGALAN DPRV

Jika mesin dilengkapi dengan sistem timing katup variabel, maka ECU menentukan dari frekuensi denyut pada saat apa perlu menunda pembukaan / penutupan katup. Dalam hal ini, mesin akan dilengkapi dengan perangkat tambahan - pemindah fase (atau kopling yang dikontrol secara hidrolik), yang memutar poros bubungan untuk mengubah waktu bukaan. Jika sensor Hall (atau camshaft) rusak, timing katup tidak akan berubah.

Prinsip pengoperasian DPRV pada mesin diesel berbeda dengan penerapan pada analog bensin. Dalam hal ini, ini memperbaiki posisi semua piston di titik mati atas pada saat kompresi campuran bahan bakar. Hal ini memungkinkan untuk lebih akurat menentukan posisi poros bubungan relatif terhadap poros engkol, yang menstabilkan pengoperasian mesin diesel dan membuatnya lebih mudah untuk memulai.

Titik referensi tambahan telah ditambahkan ke desain sensor tersebut, yang posisinya pada cakram utama sesuai dengan kemiringan katup tertentu dalam silinder terpisah. Perangkat elemen tersebut mungkin berbeda tergantung pada desain kepemilikan dari produsen yang berbeda.

Jenis penempatan camshaft di mesin

Bergantung pada jenis mesinnya, itu dapat berisi satu, dua atau bahkan empat poros distribusi gas. Agar lebih mudah menentukan jenis timing, tanda berikut diterapkan pada penutup kepala silinder:

• SOHC. Ini akan menjadi mesin in-line atau V dengan dua atau tiga katup per silinder. Di dalamnya, poros bubungan akan menjadi satu per baris. Pada batangnya terdapat bubungan yang mengontrol fase masuk, dan yang sedikit offset bertanggung jawab atas fase buang. Untuk motor yang dibuat dalam bentuk V, akan ada dua poros seperti itu (satu per baris silinder) atau satu (ditempatkan di camber di antara baris).

• DOHC. Sistem ini berbeda dari yang sebelumnya dengan adanya dua poros bubungan per bank silinder. Dalam hal ini, masing-masing akan bertanggung jawab atas fase terpisah: satu untuk inlet, dan yang lainnya untuk rilis. Akan ada dua poros waktu pada motor baris tunggal, dan empat pada motor berbentuk V. Teknologi ini memungkinkan untuk mengurangi beban pada poros, yang meningkatkan sumber dayanya.

Mekanisme distribusi gas juga berbeda dalam penempatan poros:

• Samping (atau bawah) (mesin OHV atau "Pendorong"). Ini adalah teknologi lama yang digunakan pada mesin karburator. Di antara keunggulan tipe ini adalah kemudahan pelumasan elemen bergerak (terletak langsung di bak mesin). Kerugian utama adalah kerumitan perawatan dan penggantian. Dalam hal ini, kamera menekan pendorong rocker, dan mereka mengirimkan gerakan ke katup itu sendiri. Modifikasi motor seperti itu tidak efektif pada kecepatan tinggi, karena mengandung banyak kontrol waktu pembukaan katup. Karena inersia yang meningkat, keakuratan timing katup berkurang.

• Atas (OHC). Desain waktu ini digunakan pada motor modern. Unit ini lebih mudah dirawat dan diperbaiki. Salah satu kekurangannya adalah sistem pelumasan yang kompleks. Pompa oli harus menciptakan tekanan yang stabil, oleh karena itu, interval penggantian oli dan filter harus dipantau dengan cermat (diberitahu tentang apa yang harus difokuskan saat menentukan jadwal untuk pekerjaan semacam itu di sini). Pengaturan ini memungkinkan lebih sedikit bagian tambahan yang digunakan. Dalam hal ini, cams bekerja langsung pada pengangkat katup.

Bagaimana menemukan cacat camshaft

Alasan utama kegagalan camshaft adalah kekurangan oli. Itu bisa muncul karena buruk status filter atau oli yang tidak sesuai untuk motor ini (untuk parameter apa pelumas dipilih, baca artikel terpisah). Jika Anda mengikuti interval perawatan, poros waktu akan bertahan selama mesin secara keseluruhan.

Masalah camshaft tipikal

Karena keausan alami suku cadang dan pengawasan pengendara, kerusakan berikut pada poros distributor gas dapat terjadi.

• Kegagalan bagian yang terpasang - roda gigi penggerak, sabuk atau rantai waktu. Dalam hal ini, poros menjadi tidak dapat digunakan dan harus diganti.
• Kejang pada jurnal bantalan dan keausan pada kamera. Keripik dan alur disebabkan oleh beban yang berlebihan seperti penyetelan katup yang salah. Selama rotasi, gaya gesekan yang meningkat antara bubungan dan tapet menciptakan pemanasan tambahan pada rakitan, merusak lapisan oli.

• Segel oli bocor. Ini terjadi sebagai akibat dari waktu henti mesin yang berkepanjangan. Seiring waktu, segel karet kehilangan elastisitasnya.
• Deformasi poros. Karena motor terlalu panas, elemen logam bisa bengkok di bawah beban berat. Kerusakan seperti itu dideteksi oleh munculnya getaran tambahan di mesin. Biasanya, masalah seperti itu tidak berlangsung lama - karena guncangan yang kuat, bagian yang berdekatan akan cepat rusak, dan motor perlu dikirim untuk perbaikan.
• Instalasi salah. Dengan sendirinya, ini bukan kerusakan, tetapi karena tidak mematuhi norma-norma untuk mengencangkan baut dan menyesuaikan fase, mesin pembakaran dalam akan segera menjadi tidak dapat digunakan, dan perlu "dikapitalisasi".
• Kualitas material yang buruk dapat menyebabkan kerusakan pada poros itu sendiri, oleh karena itu, ketika memilih camshaft baru, penting untuk memperhatikan tidak hanya harganya, tetapi juga reputasi pabrikan.

Cara menentukan keausan cam secara visual ditunjukkan dalam video:

Keausan camshaft - bagaimana cara menentukan secara visual?

Beberapa pengendara mencoba untuk memperbaiki beberapa kerusakan timing shaft dengan mengampelas area yang rusak atau memasang liner tambahan. Tidak ada gunanya perbaikan seperti itu, karena ketika dilakukan, tidak mungkin mencapai akurasi yang diperlukan untuk kelancaran unit. Jika terjadi masalah dengan camshaft, para ahli menyarankan untuk segera menggantinya dengan yang baru.

Bagaimana memilih camshaft

Camshaft baru harus dipilih berdasarkan alasan penggantian:

• Mengganti bagian yang rusak dengan yang baru. Dalam kasus ini, model yang serupa dipilih, bukan model yang gagal.
• Modernisasi mesin. Untuk mobil sport, camshaft khusus digunakan bersama dengan sistem timing katup variabel. Motor untuk pengemudian sehari-hari juga ditingkatkan, misalnya dengan meningkatkan tenaga dengan menyesuaikan fase dengan memasang camshaft non-standar. Jika tidak ada pengalaman dalam melakukan pekerjaan seperti itu, maka lebih baik percayakan kepada profesional.

Apa yang harus Anda fokuskan saat memilih camshaft non-standar untuk mesin tertentu? Parameter utamanya adalah cam camber, lift valve maksimum dan sudut overlap.

Untuk mengetahui bagaimana indikator ini mempengaruhi performa mesin, lihat video berikut:

Bagaimana memilih camshaft (bagian 1)

Biaya camshaft baru

Dibandingkan dengan perombakan mesin lengkap, biaya penggantian poros bubungan dapat diabaikan. Misalnya, poros baru untuk mobil domestik harganya sekitar $ 25. Untuk menyesuaikan waktu katup di beberapa bengkel akan membutuhkan $ 70. Untuk perbaikan besar-besaran motor, bersama dengan suku cadang, Anda harus membayar sekitar $ 250 (dan ini ada di bengkel bengkel).

Seperti yang Anda lihat, lebih baik melakukan perawatan tepat waktu dan tidak membiarkan motor terkena beban berlebihan. Kemudian dia akan melayani tuannya selama bertahun-tahun.

Merek mana yang harus dipilih

Sumber daya kerja camshaft secara langsung tergantung pada seberapa tinggi bahan berkualitas tinggi yang digunakan pabrikan saat membuat bagian ini. Logam lunak akan lebih aus, dan logam yang terlalu panas dapat meledak.

Kualitas tertinggi dan pilihan paling andal adalah perusahaan OEM. Ini adalah produsen berbagai peralatan asli, yang produknya mungkin dijual dengan nama merek berbeda, tetapi dokumentasinya akan menunjukkan bahwa suku cadang tersebut adalah OEM.

Di antara produk pabrikan ini, Anda dapat menemukan suku cadang untuk mobil apa pun. Benar, biaya camshaft semacam itu akan sangat mahal dibandingkan dengan analog dari merek tertentu.

Jika Anda ingin tetap menggunakan camshaft yang lebih murah, maka opsi yang bagus adalah:

• Merek Jerman Ruville;
• Pabrikan Ceko ET Engineteam;
• AE merek Inggris;
• Perusahaan Spanyol Ajusa.

Kerugian saat memilih camshaft dari pabrikan yang terdaftar adalah bahwa dalam banyak kasus mereka tidak membuat suku cadang untuk model tertentu. Dalam hal ini, Anda harus membeli yang asli, atau menghubungi turner tepercaya.

Pertanyaan dan Jawaban:

Bagaimana cara kerja poros engkol dan poros bubungan? Crankshaft bekerja dengan mendorong piston di dalam silinder. Sebuah camshaft timing terhubung melalui sabuk. Untuk dua putaran poros engkol, satu putaran poros bubungan terjadi.

Apa perbedaan antara poros engkol dan poros bubungan? Poros engkol, berputar, menggerakkan roda gila ke dalam putaran (kemudian torsi mengalir ke transmisi dan ke roda penggerak). Camshaft membuka / menutup katup waktu.

Apa saja jenis-jenis camshaft? Ada akar rumput, berkuda, tuning dan camshafts olahraga. Mereka berbeda dalam jumlah dan bentuk cam yang menggerakkan katup.