Tutto sull'albero a camme del motore

Albero a camme motore

Per il funzionamento stabile del motore a combustione interna, ogni parte svolge una funzione importante. Tra questi c'è un albero a camme. Considera qual è la sua funzione, quali malfunzionamenti si verificano e in quali casi deve essere sostituito.

Cos'è un albero a camme?

Nei motori a combustione interna con un tipo di funzionamento a quattro tempi, l'albero a camme è un elemento integrale, senza il quale l'aria fresca o una miscela aria-carburante non entrerà nei cilindri. Questo è l'albero montato nella testata del cilindro. È necessario affinché le valvole di aspirazione e scarico si aprano in modo tempestivo.

Ciascun albero a camme è dotato di camme (eccentriche a forma di goccia) che premono sul premistoppa del pistone, aprendo il corrispondente foro nella camera del cilindro. Nei classici motori a quattro tempi vengono sempre utilizzati alberi a camme (possono essere due, quattro o uno).

Come funziona

Una puleggia motrice (o un asterisco, a seconda del tipo di trasmissione della distribuzione) è fissata dall'estremità dell'albero a camme. Su di essa viene posizionata una cinghia (o catena, se è installato un asterisco), che è collegata alla puleggia o alla ruota dentata dell'albero motore. Durante la rotazione dell'albero motore, la coppia viene fornita all'azionamento dell'albero a camme attraverso una cinghia o una catena, grazie alla quale questo albero ruota in modo sincrono con l'albero motore.

La sezione trasversale dell'albero a camme mostra che le camme su di esso sono a forma di goccia. Quando l'albero a camme gira, la parte estesa della camma spinge contro la punteria della valvola, aprendo l'ingresso o l'uscita. Quando le valvole di aspirazione sono aperte, nel cilindro entra aria fresca o una miscela aria-carburante. Quando le valvole di scarico sono aperte, i gas di scarico vengono rimossi dal cilindro.

La caratteristica progettuale dell'albero a camme consente di aprire/chiudere sempre le valvole al momento giusto, garantendo un'efficiente distribuzione del gas nel motore. Pertanto, questa parte è chiamata albero a camme. Quando la coppia dell'albero viene spostata (ad esempio, quando la cinghia o la catena sono tese), le valvole non si aprono in base alla corsa eseguita nel cilindro, il che porta a un funzionamento instabile del motore a combustione interna o non gli consente di lavorare affatto.

Dove si trova l'albero a camme?

La posizione dell'albero a camme dipende dal design del motore. In alcune modifiche, si trova sotto, sotto il blocco cilindri. Le modifiche dei motori sono più comuni, il cui albero a camme si trova nella testata del cilindro (sopra il motore a combustione interna). Nel secondo caso, la riparazione e la regolazione del meccanismo di distribuzione del gas è molto più semplice rispetto al primo.

Le modifiche dei motori a forma di V sono dotate di una cinghia di distribuzione, che si trova nel collasso del blocco cilindri, e talvolta un blocco separato è dotato di un proprio meccanismo di distribuzione del gas. L'albero a camme stesso è fissato nell'alloggiamento con cuscinetti, che gli consentono di ruotare continuamente e senza intoppi. Nei motori boxer (o boxer), il design del motore a combustione interna non consente l'installazione di un albero a camme. In questo caso, ogni parte ha il proprio meccanismo di distribuzione del gas, ma il loro lavoro è sincronizzato.

Funzioni dell'albero a camme

Albero a camme - Elemento di distribuzione (meccanismo di distribuzione del gas). Determina l'ordine dei cicli del motore e sincronizza l'apertura / chiusura delle valvole, che forniscono la miscela aria-carburante ai cilindri e scaricano i gas di scarico.

Il meccanismo di distribuzione del gas funziona secondo il seguente principio. Al momento dell'avvio del motore, il motorino di avviamento si avvia ossaturaalbero. L'albero a camme è azionato da una catena, una cinghia montata su una puleggia dell'albero motore o ingranaggi (in molte vecchie auto americane). La valvola di ingresso si apre nel cilindro e una miscela di benzina e aria entra nella camera di combustione. Allo stesso tempo, il sensore dell'albero motore fornisce un impulso alla bobina di accensione. Genera uno scarico che va a candela.

Quando appare una scintilla, entrambe le valvole nel cilindro sono chiuse e la miscela di carburante è compressa. Durante l'accensione, viene generata energia e il pistone si sposta verso il basso. Quindi l'albero a gomiti ruota e mette in moto l'albero a camme. A questo punto, apre la valvola di scarico attraverso la quale escono i gas di scarico dal processo di combustione.

L'albero a camme apre sempre la valvola desiderata per un periodo di tempo specifico e ad un'altezza standard. Grazie alla sua forma, questo elemento fornisce un ciclo stabile di cicli di cambio nel motore.

I dettagli delle fasi di apertura e chiusura della valvola, nonché le loro impostazioni, sono mostrati in questo video:

Fasi sugli alberi a camme, quale sovrapposizione deve essere impostata? Cos'è la "fase dell'albero a camme"?

A seconda della modifica del motore, è possibile installare uno o più alberi a camme. Nella maggior parte dei veicoli, questa parte si trova nella testata. È guidato dalla rotazione dell'albero motore. Questi due elementi sono collegati usando una cinghia, una catena di distribuzione o un ingranaggio.

Molto spesso, un singolo albero a camme è dotato di un motore in linea con una disposizione in linea dei cilindri. La maggior parte di questi motori ha due valvole per cilindro (una entrata e una di scarico). Vi sono anche modifiche con tre valvole per cilindro (due all'ingresso, una all'uscita). Due alberi sono più spesso dotati di motori in cui 4 valvole per cilindro. Nei motori a combustione interna contrapposti e con una forma a V, sono installati anche due alberi a camme.

I motori con un singolo albero a camme hanno un design semplice, che riduce il costo dell'unità nel processo di produzione. Tali modifiche sono più facili da mantenere. Sono sempre installati su auto economiche.

Su modifiche del motore più costose, alcuni produttori installano un secondo albero a camme per ridurre il carico (rispetto alle versioni di fasatura ad albero singolo) e in alcuni modelli ICE per fornire uno spostamento di fase nella distribuzione del gas. Molto spesso, un tale sistema si trova nelle auto che devono differire per le caratteristiche sportive.

L'albero a camme apre sempre la valvola per un periodo di tempo specifico. Per migliorare l'efficienza del motore a velocità più elevate, è necessario modificare questo intervallo (il motore ha bisogno di più aria). Ma con l'impostazione standard del meccanismo di distribuzione del gas a velocità dell'albero motore più elevate, la valvola di ingresso si chiude prima che la quantità desiderata di aria entri nella camera.

Allo stesso tempo, se si installa un albero a camme sportivo (le camme aprono le valvole di aspirazione più a lungo e ad un'altezza diversa), a bassi regimi del motore c'è un'alta probabilità che la valvola di aspirazione si apra anche prima della chiusura della valvola di scarico. Per questo motivo, parte della miscela cadrà nel sistema di scarico. Di conseguenza, perdita di potenza a basse velocità e aumento della tossicità dei gas di scarico.

Lo schema più semplice per ottenere questo effetto è installare un albero a camme con una funzione di avviamento a un certo angolo rispetto all'albero a gomiti. Questo meccanismo consente la chiusura / apertura anticipata e tardiva delle valvole di aspirazione e scarico. A velocità fino a 3500 sarà in una posizione e quando questa soglia viene superata, l'albero ruota leggermente.

Ogni produttore che equipaggia le sue auto con un tale sistema indica la propria marcatura nella documentazione tecnica. Ad esempio, Honda specifica VTEC o i-VTEC, Hyundai specifica CVVT, Fiat - MultiAir, Mazda - S-VT, BMW - VANOS, Audi - Valvelift, Volkswagen - VVT, ecc.

Ad oggi, al fine di aumentare le prestazioni delle unità di potenza, sono in fase di sviluppo sistemi di distribuzione del gas senza camme elettromagnetici e pneumatici. Finora, tali modifiche sono molto costose per la produzione e l'assistenza, quindi non sono ancora installate sulle auto di produzione.

Oltre alla distribuzione dei cicli del motore, questa parte aziona apparecchiature aggiuntive (a seconda della modifica del motore), ad esempio pompe dell'olio e del carburante, nonché un albero del distributore.

Design dell'albero a camme

Gli alberi a camme sono fabbricati per forgiatura, recentemente sono comparse modifiche alla fusione solida, alla fusione cava e alle tubazioni. Lo scopo di cambiare la tecnologia della creazione è facilitare la progettazione per ottenere la massima efficienza del motore.

L'albero a camme è realizzato sotto forma di un'asta su cui sono presenti tali elementi:

• Calzino. Questa è la parte anteriore dell'albero in cui è realizzata la sede per chiavetta. La puleggia della cinghia di distribuzione è installata qui. Nel caso di una trasmissione a catena, al suo posto viene installato un asterisco. Questa parte è fissata con un bullone terminale.
• Collo di un epiploon. Un paraolio è attaccato ad esso, impedendo la perdita di lubrificante dal meccanismo.
• Collo di supporto. Il numero di tali elementi dipende dalla lunghezza dell'asta. I cuscinetti di supporto sono montati su di essi, il che riduce la forza di attrito durante la rotazione dell'asta. Questi elementi sono installati nelle scanalature corrispondenti nella testata.
• Erotiche. Queste sono sporgenze sotto forma di una goccia congelata. Durante la rotazione, spingono l'asta fissata al bilanciere (o allo spintore della valvola stessa). Il numero di camme dipende dal numero di valvole. Le loro dimensioni e forma influenzano l'altezza e la durata dell'apertura della valvola. Più acuto è il picco, più veloce si chiude la valvola. E viceversa: un bordo delicato tiene leggermente aperta la valvola. Più sottile è l'asse della camma, più bassa sarà la valvola, che aumenterà il volume del carburante e accelererà lo scarico dei gas di scarico. In base alla forma delle camme, viene determinato il tipo di fasi di distribuzione del gas (stretto - a bassi regimi, largo - ad alto). 
• Canali petroliferi All'interno dell'albero viene praticato un foro passante, attraverso il quale viene fornito olio alle camme (ognuna ha una piccola uscita). Ciò impedisce la cancellazione prematura delle aste di spinta e la produzione sui piani delle camme.

Se nella progettazione del motore viene utilizzato un singolo albero a camme, le camme in esso contenute sono disposte in modo tale che un gruppo sposta le valvole di aspirazione e un gruppo leggermente sfasato - scarico. Nei motori, i cui cilindri sono dotati di due valvole per l'ingresso e due per lo scarico, sono installati due alberi a camme. In questo caso, uno apre le valvole di ingresso e l'altro apre il gas di scarico.

Tipi

Fondamentalmente, gli alberi a camme non sono fondamentalmente diversi l'uno dall'altro. I meccanismi di distribuzione del gas differiscono radicalmente nei diversi motori. Ad esempio, nei sistemi ONS, l'albero a camme è installato nella testata del cilindro (sopra il blocco) e aziona direttamente le valvole (o tramite spintori, sollevatori idraulici).

Nei meccanismi di distribuzione del gas di tipo OHV, l'albero a camme si trova accanto all'albero motore nella parte inferiore del blocco cilindri e le valvole vengono azionate tramite aste di spinta. A seconda del tipo di fasatura, nella testata possono essere installati uno o due alberi a camme per bancata.

Gli alberi a camme differiscono tra loro per il tipo di camme. Alcuni hanno "gocce" più allungate, mentre altri, al contrario, hanno una forma meno allungata. Questo design fornisce una diversa ampiezza del movimento della valvola (alcuni hanno un intervallo di apertura più lungo, mentre altri si aprono più a lungo). Tali caratteristiche degli alberi a camme offrono ampie opportunità per la messa a punto dei motori modificando la coppia e la quantità dell'alimentazione VTS.

Tra gli alberi a camme tuning ci sono:

1. Di base. Fornisce al motore la coppia massima a bassi regimi, ottimo per la guida in città.
2. Medio-basso. Questa è la media aurea tra i regimi bassi e medi. Questo albero a camme viene spesso utilizzato su macchine da corsa.
3. Cavallo. Nei motori con tali alberi a camme, la coppia massima è disponibile ai massimi regimi, il che ha un effetto positivo sulla velocità massima dell'auto (per la guida in autostrada).

Oltre agli alberi a camme sportivi, ci sono anche modifiche che aprono entrambi i gruppi di valvole (sia di aspirazione che di scarico al momento opportuno). Per questo, sull'albero a camme vengono utilizzati due gruppi di camme. I sistemi di distribuzione DOHC hanno alberi a camme di aspirazione e scarico individuali.

Di cosa è responsabile il sensore dell'albero a camme

Nei motori con carburatore, un distributore è collegato all'albero a camme, che determina quale fase viene eseguita nel primo cilindro - ingresso o uscita.

Non vi è alcun distributore nell'ICE di iniezione, pertanto il sensore di posizione dell'albero a camme è responsabile della determinazione delle fasi del primo cilindro. Il suo compito non è identico alla funzionalità del sensore dell'albero motore. Per un giro completo della cinghia di distribuzione, l'albero a gomiti ruoterà due volte attorno al proprio asse.

DPKV fissa il PMS del pistone del primo cilindro e dà un impulso alla formazione di una scarica per la candela. DPRV dà un segnale al computer, a che punto è necessario applicare carburante e una scintilla al primo cilindro. I cicli nei restanti cilindri avvengono alternativamente a seconda del design del motore.

Il sensore dell'albero a camme è composto da un magnete e un semiconduttore. C'è un punto di riferimento (piccolo dente metallico) sull'albero di distribuzione nella zona in cui è installato il sensore. Durante la rotazione, questo elemento passa vicino al sensore, a causa del quale il campo magnetico al suo interno si chiude e viene generato un impulso che va al computer.

L'unità di controllo elettronica rileva la velocità degli impulsi. Secondo loro, viene guidato quando si trova nel primo cilindro per alimentare e accendere la miscela di carburante. Nel caso di installazione di due alberi (uno per corsa di aspirazione e l'altro - scarico), verranno installati sul sensore su ciascuno di essi.

Cosa succede se il sensore si guasta? Questo video è dedicato a questo problema:

SENSORE DI FASE PERCHÉ È NECESSARIO SEGNI DEL SUO GUASTO DPRV

Se il motore è dotato di un sistema di fasatura variabile della valvola, il computer determina la frequenza degli impulsi del ritardo di apertura / chiusura della valvola dalla frequenza degli impulsi. In questo caso, il motore sarà dotato di un dispositivo aggiuntivo: un cambio di fase (o una frizione idraulica), che aziona l'albero a camme per modificare il tempo di apertura. Se il sensore Hall (o l'albero a camme) è difettoso, la fasatura della valvola non cambierà.

Il principio di funzionamento del DPRV nei motori diesel differisce dall'uso negli analoghi della benzina. In questo caso, fissa la posizione di tutti i pistoni nel punto morto superiore al momento della compressione della miscela di carburante. Ciò consente di determinare con maggiore precisione la posizione dell'albero a camme rispetto all'albero motore, che stabilizza il funzionamento del motore diesel e ne facilita il lancio.

Sono stati aggiunti ulteriori sensori al design di tali sensori, la cui posizione sul disco master corrisponde alla pendenza di una particolare valvola in un cilindro separato. Il dispositivo di tali elementi può differire in base agli sviluppi proprietari di diversi produttori.

Tipi di posizionamento dell'albero a camme nel motore

A seconda del tipo di motore, può contenere uno, due o anche quattro alberi di un meccanismo di distribuzione del gas. Per facilitare la determinazione del tipo di fasatura, sul coperchio della testata vengono applicati i seguenti segni:

• SOHC. Sarà un motore in linea o a V con due o tre valvole per cilindro. In esso l'albero a camme sarà uno su una fila. Sul suo nucleo ci sono camme che controllano la fase di aspirazione e leggermente spostate - responsabili della fase di scarico. Nel caso di motori realizzati a forma di V, ci saranno due alberi di questo tipo (uno per fila di cilindri) o uno (collocato nella campanatura tra le file).

• DOHC. Questo sistema differisce dal precedente per la presenza di due alberi a camme su una fila di cilindri. In questo caso, ciascuno di essi sarà responsabile di una fase separata: uno per l'ingresso e l'altro per l'uscita. Ci saranno due alberi di distribuzione su motori a fila singola e quattro su alberi a V. Questa tecnologia consente di ridurre il carico sull'albero, aumentandone le risorse.

I meccanismi di distribuzione del gas differiscono anche nella posizione degli alberi:

• Laterale (o inferiore) (motore OHV o “Pusher”). Questa è una vecchia tecnologia utilizzata nei motori a carburatore. Tra i vantaggi di questo tipo c'è la facilità di lubrificazione degli elementi mobili (situati direttamente nel carter motore). Lo svantaggio principale è la complessità della manutenzione e della sostituzione. In questo caso le camme premono sui pulsanti del bilanciere e trasmettono il movimento alla valvola stessa. Tali modifiche dei motori sono inefficaci alle alte velocità, poiché contengono un gran numero di controlli di temporizzazione dell'apertura della valvola. A causa della maggiore inerzia, la precisione della fasatura delle valvole ne risente.

• Superiore (OHC). Questo design dei tempi è utilizzato nei motori moderni. Questa unità è più facile da mantenere e riparare. Uno degli svantaggi è il complesso sistema di lubrificazione. La pompa dell'olio deve creare una pressione stabile, quindi è necessario monitorare attentamente gli intervalli per la sostituzione dell'olio e del filtro (viene descritto su cosa concentrarsi per determinare il programma di tale lavoro qui) Tale dispositivo consente l'utilizzo di un numero inferiore di parti aggiuntive. In questo caso, le camme agiscono direttamente sui seguaci della valvola.

Come rilevare un difetto dell'albero a camme

Il motivo principale del fallimento dell'albero a camme è la carenza di olio. Può verificarsi a causa di cattiva stato del filtro o olio inappropriato per questo motore (in base a quali parametri è selezionato il lubrificante, leggi articolo separato) Se si osservano gli intervalli di manutenzione, l'albero di distribuzione durerà tanto quanto l'intero motore.

Problemi comuni degli alberi a camme

A causa della naturale usura delle parti e della supervisione dell'automobilista, possono verificarsi i seguenti malfunzionamenti dell'albero a camme.

• Guasto delle parti collegate: ingranaggio di trasmissione, cinghia o catena di distribuzione. In questo caso, l'albero diventa inutilizzabile e deve essere sostituito.
• Sfregare sui colli di sostegno e allenarsi sulle camme. Trucioli e scanalature compaiono a causa di carichi eccessivi, ad esempio a causa di una regolazione errata della valvola. Durante la rotazione, la maggiore forza di attrito tra le camme e i pulsanti crea un ulteriore riscaldamento del gruppo, distruggendo il film d'olio.

• Perdita del paraolio. Si verifica a causa di tempi di fermo prolungati del motore. Nel tempo, la guarnizione in gomma perde elasticità.
• Deformazione dell'albero. A causa del surriscaldamento del motore, l'elemento metallico può piegarsi sotto un carico pesante. Tale malfunzionamento viene rilevato dalla comparsa di vibrazioni aggiuntive nel motore. In genere, questo problema non dura a lungo - a causa di forti scosse, le parti adiacenti si guastano rapidamente e il motore dovrà essere inviato per la revisione.
• Installazione errata. Questo di per sé non è un malfunzionamento, ma a causa della non conformità alle norme per il serraggio dei bulloni e la regolazione delle fasi, il motore a combustione interna diventerà rapidamente inutile e dovrà essere "capitalizzato".
• La scarsa qualità del materiale può causare danni all'albero stesso, quindi, quando si sceglie un nuovo albero a camme, è importante prestare attenzione non solo al suo prezzo, ma anche alla reputazione del produttore.

Come determinare visivamente l'usura della camma - mostrata nel video:

Usura dell'albero a camme: come identificare visivamente?

Alcuni automobilisti cercano di eliminare alcuni malfunzionamenti dell'albero di distribuzione lucidando le aree danneggiate o installando ulteriori rivestimenti. Tali lavori di riparazione non hanno senso, perché quando vengono eseguiti è impossibile ottenere l'accuratezza necessaria per il buon funzionamento dell'unità. In caso di problemi con l'albero a camme, gli esperti raccomandano di sostituirlo immediatamente con uno nuovo.

Come scegliere un albero a camme

Il nuovo albero a camme deve essere selezionato in base al motivo della sostituzione:

• Sostituzione di una parte danneggiata con una nuova. In questo caso, invece di un modello fallito, ne viene selezionato uno simile.
• Modernizzazione del motore. Per le auto sportive, vengono utilizzati alberi a camme speciali insieme a un sistema di fasatura variabile delle valvole. Anche i motori per la guida di tutti i giorni vengono aggiornati, ad esempio aumentando la potenza regolando le fasi installando alberi a camme personalizzati. Se non si ha esperienza nell'esecuzione di tale lavoro, è meglio affidarlo a professionisti.

Su cosa dovrei concentrarmi quando scelgo un albero a camme personalizzato per un motore specifico? Il parametro principale è cam camber, sollevamento massimo della valvola e angolo di sovrapposizione.

Per vedere in che modo questi indicatori influenzano le prestazioni del motore, guarda il seguente video:

Come scegliere un albero a camme (parte 1)

Il costo di un nuovo albero a camme

Rispetto alla revisione dell'intero motore, il costo di sostituzione dell'albero a camme è trascurabile. Ad esempio, un nuovo albero per un'auto domestica costa circa $ 25. Per la regolazione della fasatura della valvola in alcune officine saranno necessari 70 cu Per le riparazioni importanti del motore, insieme ai pezzi di ricambio, dovrai pagare circa $ 250 (e questo è nelle stazioni di servizio del garage).

Come puoi vedere, è meglio eseguire la manutenzione in tempo e non esporre il motore a carichi eccessivi. Quindi servirà il suo padrone per molti anni.

A quali marchi dare la preferenza

La risorsa di lavoro dell'albero a camme dipende direttamente dal materiale di alta qualità utilizzato dal produttore durante la creazione di questa parte. Il metallo morbido si consumerà di più e il metallo surriscaldato può scoppiare.

L'opzione più affidabile e di qualità più elevata è l'azienda OEM. È un produttore di varie apparecchiature originali, i cui prodotti possono essere venduti con marchi diversi, ma la documentazione indicherà che la parte è OEM.

Tra i prodotti di questo produttore, puoi trovare una parte per qualsiasi auto. È vero, il costo di un tale albero a camme sarà molto costoso rispetto agli analoghi di marchi specifici.

Se hai bisogno di rimanere su un albero a camme più economico, allora una buona opzione sono:

• Marchio tedesco Ruville;
• Il produttore ceco ET Engineteam;
• Marchio britannico AE;
• Azienda spagnola Ajusa.

Gli svantaggi quando si sceglie un albero a camme dai produttori elencati è che in molti casi non creano parti per un modello specifico. In questo caso, dovrai acquistare l'originale o contattare un tornitore di fiducia.

Domande e risposte:

Come funzionano l'albero motore e l'albero a camme? L'albero motore funziona spingendo il pistone nei cilindri. Un albero a camme di distribuzione è collegato ad esso tramite una cinghia. Per due giri dell'albero motore, si verifica una rotazione dell'albero a camme.

Qual è la differenza tra un albero a gomiti e un albero a camme? L'albero motore, ruotando, mette in rotazione il volano (quindi la coppia va alla trasmissione e alle ruote motrici). L'albero a camme apre / chiude le valvole nella fasatura.

Quali sono i tipi di alberi a camme? Ci sono alberi a camme di base, equitazione, tuning e sportivi. Si differenziano per il numero e la forma delle camme che azionano le valvole.