O que uma árvore de cames faz?

A árvore de cames é fundamental para a função básica de um motor. Composto por duas partes distintas, as câmeras e o eixo, a árvore de cames é o elemento que permite que as válvulas se abram. À medida que o eixo gira, as câmeras em forma de ovo (ou "lobos") empurram as válvulas abertas em sincronia com a engrenagem do eixo de manivela.

Identificando o eixo de cames

Uma coleção de eixos de cames dos motores de carros e caminhões. Thyssenkrupp Presta Chemnitz GmbH / Wikimedia Commons

Nos motores modernos de câmeras de teto (OHC), a árvore de cames está localizada na cabeça do cilindro. Os motores OHC (SOHC) únicos têm uma câmera por banco, geralmente montada entre as hastes da válvula. Os braços de balaus. Os motores OHC (DOHC) duplos têm duas câmeras por banco, geralmente diretamente sobre as hastes da válvula, uma para válvulas de admissão e outra para válvulas de escape. A força é transmitida diretamente à válvula. Um motor SOHC I4 (quatro cilindros) tem uma árvore de cames, enquanto um motor SOHC V6 ou V8 tem dois. Um motor I4 DOHC tem duas árvores de cames, enquanto um motor V6 ou V8 DOHC tem quatro eixos de cames. Os motores de câmeras aéreas têm três a cinco válvulas por cilindro, mas geralmente duas válvulas de admissão e duas válvulas de escape.

Motores mais antigos e alguns motores mais recentes "Pushrod" têm uma única árvore de cames no bloco de cilindros. Pushrods de metal longos transmitem movimento da árvore de cames para o balancim, que transmitem esse movimento para as válvulas. Os motores de pushrod geralmente têm duas ou três válvulas por cilindro, geralmente uma válvula de admissão e uma válvula de escape.

A árvore de cames típica é moída a partir de um espaço de aço fundido em forma de aço bruto. Algum desempenho e eixos de cames personalizados podem ser moídos de um bloco de aço sólido.

Como as árvores de cames funcionam

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À medida que a árvore de cames gira, os lobos de came se movem para cima e para baixo. Nos motores DOHC, toda rotação faz com que um único lobo de came empurre a válvula para baixo, abrindo -a para o cilindro. Da mesma forma, nos motores SOHC e PUSHROD, o lobo da câmera empurra o balancim (ou pushrods então balancim braços), abrindo a válvula. À medida que o lóbulo de came gira ainda mais, a mola da válvula força a válvula de volta, fechando -a.

A árvore de cames é geralmente conectada ao eixo de manivela usando uma corrente de tempo ou correia dentada. Em alguns motores de pushrod, as engrenagens de tempo também podem ser usadas. A engrenagem da árvore de cames tem o dobro de dentes que a engrenagem do eixo de manivela, o que permite girar na metade da velocidade do eixo de manivela. O eixo de cames tem quatro traços distintos: ingestão, compressão, poder e escape.

As árvores de cames comuns são feitas para combinar com as características operacionais típicas e podem acentuar a eficiência do cruzeiro da rodovia ou a potência de baixo custo. Da mesma forma, a válvula “elevador” refere -se à altura do lobo em relação ao centro do eixo, que determina até que ponto a válvula se abre. Em eixos de cames fixos, isso não é ajustável, mas há circunstâncias em que o motor pode "respirar" melhor se apenas as válvulas pudessem abrir um pouco mais. Além disso, uma árvore de cames fixa pode abrir a válvula de admissão 10 ° antes do TDC (BTDC) e fechá -lo 5 ° após o centro morto (ABDC) e abrir a válvula de escape 15 ° antes do centro morto (BBDC) e fechar -o 5 ° ATDC. Isso é chamado de duração de abertura da válvula. Isso funciona bem na média Mas não se destaca em nenhuma situação de direção.

Funções especializadas em eixo de cames

Esses fasers hidráulicos da árvore de cames afetam o tempo de válvula variável nas válvulas de admissão e válvulas de escape. Dmitryko / Wikimedia Commons

O tempo é importante. As válvulas devem abrir e fechar em intervalos específicos em relação à posição do cilindro. Por exemplo, como o cilindro nº 1 está chegando ao Top Dead Center (TDC) no golpe de escape, o eixo de cames está abrindo as válvulas de admissão e fechando as válvulas de escape. Ao mesmo tempo, o cilindro nº 3 pode estar atingindo o TDC no golpe de compressão, para que o eixo de cames deixasse essas válvulas fechadas.

As árvores de cames equipadas com tempo de válvula variável (VVT) usam atuadores hidráulicos para avançar ou retardar Timing da válvula em relação ao ângulo do eixo de manivela. VVT permite a eficiência de alta velocidade ou energia de baixa velocidade.

Usando árvores de cames de elevação de válvula variável especializadas (VVL) e solenóides controlados por computador ou atuadores hidráulicos, o ECM pode selecionar entre dois elevação da válvula opções, dependendo da demanda do motorista.

Em veículos com injeção direta de combustível, alguns motores a diesel e a maioria dos motores de injeção direta de gasolina, o Bomba de combustível de alta pressão (HPFP) é acionado por um lobo em uma das eixas de cames.

Problemas comuns da árvore de cames

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Como o eixo de cames é um componente de aço sólido, não é propenso a usar ou quebrar. Na maioria dos motores, outras partes se desgastarão antes da árvore de cames. Ainda assim, existem alguns problemas comuns da árvore de cames que podem surgir.

• Lóbulos de came usados (também chamado de "eliminado" ou "açoitado") refere -se a lobos de came que foram desgastados. Os lóbulos de came desgastados não abrem as válvulas tanto quanto pretendem, levando a um desempenho ruim do motor e falhas de cilindros. Se isso afetar o HPFP, a pressão insuficiente do combustível levará a emissões mais altas e falhas aleatórias.
• Levantadores gastos Não se refira a um problema exclusivo da árvore de cames, mas pode ser conduzido pela árvore de cames. Um levantador desgastado não levanta a válvula tanto quanto pretedido, se é que existe, e normalmente é ouvido como um barulho ou tocando na tampa da válvula.
• Eixo de cames quebrado refere -se à falha catastrófica do eixo de cames. Isso pode ser um defeito de fabricação ou ser causado pelo eixo de cames apreendendo. Nos motores de pushrod, uma árvore de cames quebrada pode danificar significativamente as bielas, bloco de cilindros, pistões ou o eixo de manivela. Nos motores de interferência, uma árvore de cames quebrada pode danificar a cabeça do cilindro, válvulas ou pistões.

Todos esses três problemas são causados ​​pela falta de manutenção adequada do motor. Evite problemas de árvore de cames, obtendo alterações regulares de óleo do motor com um óleo de qualidade, aderindo às recomendações do fabricante sobre intervalo de troca de óleo, tipo de óleo e viscosidade do óleo e evitando superaquecimento do motor.