Bir motorun içindeki pistonların hareketini ve valflerin açılmasını, kesin bir iletken gibi sessizce düzenleyen nedir?Görünüşte basit olan bu bileşen, karmaşık mühendislik ve malzeme bilimini temsil eder ve bir aracın güç çıkışını ve yakıt verimliliğini doğrudan etkiler.Mühendisler uzun zamandır kam çubuğunun dayanıklılığını artırmak için yeni malzemeler ve üretim teknikleri araştırıyor, aşınma direnci ve hafif ağırlık özellikleri.
Bir içten yanmalı motorun valf treninin merkezi bileşeni olarak, kam şaftı, motorun dört zamanlı döngüsünü kolaylaştırmak için valf açılışını ve kapanmasını hassas bir şekilde kontrol eder: alım, sıkıştırma,yanmaPistonlar ve kranlı asıyla senkronize olan dönen camları sayesinde, en yüksek motor performansı için en uygun valf zamanlamasını sağlar.Bu senkronizasyon tipik olarak doğrudan dişli sürücüler ile elde edilirMekanik hassasiyeti korumak için zincirler veya kemerler.
Kamshaft malzemeleri dayanıklılık ile dayanıklılığı uzlaştırmalıdır.Geleneksel kamshaftlar beyaz demir, soğutulmuş demir veya dövme çelik gibi malzemeler kullanarak tek parça olarak dökülür veya dövülür.Kamlar ve kaldırıcılar arasındaki temas valf yay sıkıştırma sırasında yüksek gerginlik dayanır., yüzey sertleşmesi aşınma direnci için kritiktir.
Son zamanlarda bileşik cam şaftları popüler hale geldi. Bunlar, ağırlığı ve performansı optimize ederek tek tek cam loblarını içi boş çelik şaftlara monte ediyor.Loblar genellikle düşük alaşımlı çelik kullanarak toz metalürjisi ile üretilir., bazen aşınmaya dayanıklılık için krom veya karbon ile güçlendirilmiştir.
Soğutulmuş demir, özellikle yüksek kromlu varyasyonlar, en yaygın olarak kullanılan kam çubuğu malzemesi olmaya devam ediyor.Üretim süreci demir'in benzersiz katılaşma özelliklerinden yararlanır.Kontrollü soğutma, daha fazla dayanıklılık için loblarda sert bir karbidik yüzey yaratır.
Soğutulmuş demir çamur çubukları üretmek için hassas soğutma kontrolü gerekir. Kum dökümünün yalıtım özellikleri soğutmayı yavaşlatır ve karbonun çubuğunda grafit kabuğu şeklinde oluşmasına izin verir.Daha sert loblar içinMikroskopik analizler, loblarda radyal sütunlu kristaller ortaya çıkarır.Sertlik eğimi (45 HRC zirvelerde vs..25 HRC merkezi olarak) soğutma hızlarını yansıtır.
Seri üretim, grafitin tekdüze sertliği için ortadan kaldırılmasında zorluklarla karşı karşıyadır.Alternatif olarak, yeniden erime, yüksek enerjili ısı kaynakları (örneğin, TIG kaynak) ile döküm sonrası lobları sertleştirir, ancak bu karmaşıklığı artırır.
Zamanlama kemerleri, zincirler veya dişliler kam çubuklarını karikaklarla senkronize eder. Kauçuk kemerler 1962'de (Glas 1004), şimdi çelik / cam lif takviye ile kloropren veya poliüretan ile değiştirildi.Çubuklar çelikten alüminyum alaşımlarına kadar malzemeler kullanır (eZincirler ve dişliler sertleştirilmiş (C15, 16MnCr5) veya sertleştirilmiş çeliklerden (C45, 41Cr4) kullanılır.
Camshafts ayrıca, solucan dişlilerinin montaj olmadan "S-cam" açılarını ince ayarladıkları fren gevşeklik ayarlayıcılarında da bulunur.Kilitli bir koltuk geri tepkiyi önlerken.
Alüminyum alaşımları (Al-Si, Al-Cu-Mg) katranlarda, pompalarda ve rulmanlarda ağırlığı azaltır.Titanyum (Ti-6Al-4V), valfler ve yakıt pompaları için dayanıklılık ve korozyon direnci sunar, ancak maliyet engelleri hala var.
Çelik destekli alüminyum bantlar, yağla yağlanmış uygulamalara hakimdir (örneğin, kam asansörü rulmanları).Alman motorları alaşım bloklarıyla termal uyumluluk için AlZn5Ni1Pb1Mg1Si1 rulmanları kullanır.
Motor rulmanları (kranşaft, kamşaft) dinamik yüklere dayanır. Booker'ın hareketlilik yöntemi ile çözülen Reynolds denklemi, ticari yazılımlarda yağ filminin kalınlığını ve sürtünmeyi tahmin eder.
Bu özel gri demir, sertlik için yerel beyaz demir bölgelerini teşvik eder.Yüzey altındaki "siyah çizgiler" gibi kusurlar soğutma değişimlerinden kaynaklanır..
