Affinché un motore a combustione funzioni senza intoppi, l'albero a camme è uno dei componenti critici. L'albero a camme e l'albero motore devono lavorare sincronizzati per fornire il corretto controllo meccanico dei sistemi di accensione. A causa del suo ruolo vitale, la lavorazione di un albero a camme è sempre un lavoro con tolleranze strette.
Ma sai cos'è esattamente un albero a camme? E cosa fa un albero a camme? Ci sono diversi tipi di alberi a camme?
Abbiamo composto una guida rapida a un albero a camme per darti tutte le risposte di cui hai bisogno. Iniziamo.
Cos'è un albero a camme?
L'albero a camme di a motore a combustione è la parte del treno valvole che regola l'ingresso del carburante e l'uscita o lo scarico dei fumi. Un albero a camme si trova in genere nella parte superiore del motore (sopra il cilindro). L'albero a camme è collegato all'albero motore con una cinghia e una catena.
Una delle funzioni più basilari e principali di un albero a camme è quella di alimentare la chiusura e l'apertura delle valvole di aspirazione/scarico.
Un albero a camme è realizzato con diversi tipi di metallo e ha la forma di un albero cilindrico o di un'asta con camme a forma di uovo che ruotano per produrre potenza. In larga misura, gli alberi a camme influenzano le prestazioni del tuo motore quando acceleri.
Qual è la funzione di un albero a camme?
L'albero a camme come componente viene utilizzato nei motori a combustione interna. La funzione primaria dell'albero a camme è quella di aprire e chiudere le valvole del motore con l'aiuto delle sue numerose camme (lobi a forma di uovo).
Un albero a camme ha diverse applicazioni e usi: nei motori a combustione interna, nei sistemi di accensione a controllo meccanico e come primi regolatori di velocità del motore.
Inoltre, gli alberi a camme sono composti da quattro parti diverse: i lobi delle camme, i perni principali, le estremità e i cuscinetti delle camme. Ognuna di queste parti è fondamentale per la produzione di un albero a camme con un'incredibile coppia di picco.
Tipi di trasmissioni ad albero a camme
In generale, ci sono tre tipi di trasmissione dell'albero a camme: il singolo albero a camme in testa (SOHC), il doppio albero a camme in testa (DOHC) e il Pushrod o valvola in testa (OHV). Diamo un'occhiata a ciascuno di essi.
Singolo albero a camme in testa (SOHC)
Il motore a singolo albero a camme in testa ha un albero a camme per testa (banca di cilindri). Questo è il modello più antico di motori ad albero a camme in testa. La maggior parte dei motori SOHC avrà due valvole per ogni cilindro.
L'albero motore è la parte che alimenta il SOHC attraverso la catena di distribuzione collegata. Questa catena o cintura deve essere allineata e controllata regolarmente. Una cinghia di distribuzione danneggiata o disallineata potrebbe rompersi e causare seri problemi.
Doppio albero a camme in testa (DOHC)
Come suggerisce il nome stesso, i motori DOHC hanno due alberi a camme per bancata. I doppi alberi a camme in testa sono anche noti come motori a doppia camma. I motori che hanno più di quattro valvole per cilindro utilizzano tipicamente doppi alberi a camme in testa.
L'uso di un doppio invece di un singolo albero in testa consentirà una maggiore potenza del motore. La logica alla base di questo è semplice: con DOHC, puoi utilizzare più valvole di aspirazione e scarico, il che significa che ci saranno aperture più grandi per il flusso di gas. All'inizio degli anni 2000, la maggior parte delle auto utilizzava già motori DOHC.
Alberi a camme con valvole in testa (OHV).
Gli alberi a camme del motore OHV sono anche noti come motori Pushrod. Come il DOHC e il SOHC, anche il motore OHV ha valvole sopra il cilindro, nella testata del motore. Ma, a differenza di DOHC e SOHC, dove l'albero a camme è nella testa, il motore OHV ha un albero a camme all'interno del blocco motore.
Nei motori Pushrod, l'albero a camme è azionato tramite una catena di trasmissione ad ingranaggi. Con queste trasmissioni a ingranaggi, i motori Pushrod sono meno soggetti a rotture. Tuttavia, hanno un potenziale di velocità limitato.
Come funziona un albero a camme in un motore?
Un albero a camme si trova all'estremità superiore del motore, sopra il cilindro del motore. Tipicamente, l'albero a camme è collegato all'albero motore nella parte inferiore con l'aiuto di una cinghia di distribuzione. Per controllare correttamente la combustione, il produttore deve sincronizzare gli ingranaggi dell'albero a camme e dell'albero motore. Questa procedura è chiamata fasatura delle valvole.
Innescato dall'albero a gomiti, l'albero a camme cilindrico inizia a girare e i lobi delle camme per tutta la sua lunghezza iniziano a premere sulle leve, che aprono le valvole del motore.
Cosa gira più velocemente: l'albero a camme o l'albero a gomiti?
Per spiegare la velocità dell'albero a camme e dell'albero motore e come funzionano insieme, dobbiamo iniziare spiegando il ciclo di combustione. Un ciclo tipico ha quattro punti: aspirazione, compressione, potenza e scarico. Per avviare questo ciclo di combustione a quattro stadi, l'albero a camme e l'albero motore, collegati con una catena di distribuzione, iniziano a lavorare insieme.
Durante un ciclo di combustione, l'albero a gomiti fa due cerchi completi mentre l'albero a camme ne fa uno. Ciò significa che l'albero motore gira più velocemente, con una velocità doppia. Rispetto al pistone, ciascuna valvola si apre una volta ogni due giri dell'albero motore.
Di che materiale è fatto un albero a camme?
A causa della necessità di stabilità, durata e resistenza alla temperatura, gli alberi a camme sono generalmente realizzati con determinati tipi di metallo. Più comunemente, i produttori utilizzano due tipi di materiali per produrre alberi a camme: ghisa e acciaio forgiato.
ghisa
Essendo uno dei materiali più comuni per la produzione di alberi a camme, la ghisa è in genere la prima scelta per ordini di grandi volumi.
La ghisa viene generalmente utilizzata per gli alberi a camme grazie alla sua durata e resistenza all'usura. Gli alberi a camme in ghisa sono prodotti con un processo di raffreddamento che conferisce loro la durezza necessaria. Di solito, i produttori mescolano altri elementi prima di fondere il ferro. In questo modo si ottengono le caratteristiche richieste in base all'applicazione dell'albero a camme.
Acciaio forgiato
Altrimenti noti come acciaio billet, gli alberi a camme in acciaio forgiato possono avere una qualità superiore ma di solito sono più adatti per la produzione a basso volume. Tuttavia, a causa della loro qualità superiore, gli alberi a camme in acciaio forgiato sono spesso più ideali per applicazioni specifiche.
Per produrre alberi a camme in acciaio forgiato, i produttori utilizzano la forgiatura o la lavorazione con una fresatrice. In genere, i produttori utilizzano barre di acciaio di diversi materiali per produrre alberi a camme. Quando usano acciaio come l'EN40b, anche l'albero a camme deve subire un trattamento termico.
Quali sono le cause dei problemi dell'albero a camme?
In quanto componente integrale del motore, un albero a camme deve sempre essere di prim'ordine. Sì, certo, puoi usare un motore con un albero a camme danneggiato, ma farlo può comportare un problema più significativo. Ci sono diversi problemi comuni dell'albero a camme:
I lobi delle camme si usurano
Uno dei problemi più comuni che richiedono la riparazione o la sostituzione dell'albero a camme è l'usura dei lobi delle camme. In quanto componenti mobili, i lobi delle camme entrano spesso in contatto con detriti, sporco e lubrificazione impropria. Quindi, col tempo, possono danneggiarsi e necessitare di una sostituzione.
Sensore albero a camme difettoso
La seconda causa di problemi con l'albero a camme è un sensore dell'albero a camme difettoso. Il compito del sensore dell'albero a camme è monitorare la sincronizzazione dell'albero a camme e la rotazione dell'albero motore. Sulla base dei rapporti di questo sensore, controlliamo i sistemi di accensione e iniezione del carburante. Inutile dire che se questo sensore è difettoso, il veicolo può riscontrare prestazioni diverse o problemi di accensione.
Cinghia di distribuzione non sincronizzata
Infine, la terza e più grave causa di problemi all'albero a camme è un movimento sbilanciato dell'albero a camme e dell'albero motore, solitamente causato da una cinghia di distribuzione difettosa.
Una cinghia di distribuzione danneggiata o non sincronizzata può essere dannosa per l'albero a camme e l'intero motore. Ad esempio, può causare danni a pistoni, valvole, lobi, bilancieri o persino rompere l'intero albero a camme.
Cosa sostituire quando si cambia un albero a camme?
Se hai bisogno di cambiare l'albero a camme del motore, ci sono molte altre parti che potresti voler sostituire mentre ci sei.
Ad esempio, controllare e sostituire se necessario i seguenti componenti: molle delle valvole, guarnizioni delle valvole, catena di distribuzione o ingranaggi, guarnizione del distributore, guarnizione del collettore, equilibratore armonico, bulloni delle camme, guarnizione del carburatore, guarnizione della pompa dell'acqua, guarnizione del T-stat, guarnizione della pompa del carburante , il bullone dell'albero a gomiti del motore, la guarnizione della coppa dell'olio, i perni di rotolamento, ecc.
A parte i componenti di cui sopra, ti consigliamo di eseguire un cambio dell'olio e un controllo completo del servizio del motore.
Quanto costa un albero a camme?
La sostituzione dell'albero a camme è un servizio finanziariamente impegnativo. Naturalmente, un costo di sostituzione o riparazione dell'albero a camme dipenderà dal tipo di albero a camme e dal danno causato.
Ad esempio, se stai sostituendo solo il sensore dell'albero a camme, potrebbe costarti da $ 150 a $ 250. Tuttavia, se stai sostituendo l'intero albero a camme, i costi di manodopera più i materiali potrebbero costarti da $ 1500 a $ 3000.
Gli alberi a camme sono costruiti per durare quanto dura il motore, quindi in genere non dovrebbero causare problemi a breve termine. Tuttavia, se si notano segni di danni all'albero a camme come problemi di accelerazione, spie di "controllo motore" lampeggianti o riduzione del consumo di carburante, è necessaria la sostituzione dell'albero a camme.
Potete offrire alberi a camme personalizzati?
Sì! In passato, i processi di produzione degli alberi a camme non erano così avanzati, quindi la produzione di alta qualità era riservata solo a ordini costosi e di basso volume. Al giorno d'oggi, le nostre tecnologie di fresatura e lavorazione high-tech all'avanguardia ci consentono di offrire alberi a camme personalizzati senza MOQ.
Se hai bisogno di un particolare tipo di alberi a camme, non esitare a contattarci. La nostra qualità, su richiesta Servizi di lavorazione CNC consentono di offrire un team di produzione dedicato e produrre alberi a camme personalizzati in qualsiasi quantità.
Conclusione
Tutto sommato, speriamo sinceramente che la nostra guida agli alberi a camme e alla loro funzione sia stata pratica e abbia risposto a tutte le domande che avevi sull'argomento. Sapendo che l'albero a camme è parte integrante dei motori a combustione interna, diventa evidente l'importanza della sua precisa fabbricazione e durata.
Se hai bisogno di aiuto per progettare il tuo albero a camme personalizzato, contattateci e creeremo il tuo prototipo di albero a camme. Indipendentemente dal tipo di albero a camme in questione, il principio rimane lo stesso: qualità e sicurezza al primo posto! Si spera che questa guida completa a un albero a camme e alla sua funzione ti abbia aiutato a imparare molto.