Arborele cu came este o parte importantă în trenul de supape al unui motor de automobile. Designul structural și calitatea procesării arborelui cu came afectează direct performanța motorului. În ultimii ani, din cauza necesităților de protecție a mediului, se dezvoltă motoare cu consum redus de combustibil și cu poluare redusă. Pentru a rezolva problema emisiilor de evacuare nepoluante ale automobilelor și pentru a obține o turație mare a motorului și o putere mare de ieșire, multe motoare adoptă mai multe supape și faze cu supape, structuri variabile de ridicare a supapelor, ceea ce mărește sarcina arcurilor supapelor. În același timp, pentru a reduce consumul de combustibil și pierderea prin frecare, este utilizată o structură cu role între came și culbutor, iar suprafața de contact dintre came și rolă formează o zonă de înaltă presiune, care afectează stabilitatea mișcarea arborelui cu came, echilibru dinamic, rezistență la uzură și rezistență la torsiune. a propus cerințe mai mari. În plus, pentru a atinge scopul unei greutăți ușoare și a unui cost scăzut al automobilelor, fără a afecta cerințele de performanță ale fiecărei piese, piesele ar trebui simplificate cât mai mult posibil, greutatea ar trebui redusă și utilizarea materialelor ar trebui să fie mai rezonabil.
În general, într-un motor în linie, o came corespunde unei supape. Un motor în V sau un motor boxer împarte o came pentru fiecare două supape. Motorul rotativ și motorul fără supape nu au nevoie de came datorită structurii lor speciale.
Pentru a obține o greutate ușoară, o prelucrare ușoară și un cost redus, precum și o turație mare a motorului și o putere mare de ieșire, designul componentelor motorului, în special arborii cu came, trebuie reconsiderat, necesitând ca acestea să fie compacte ca structură, foarte concentrate în funcții, ușor și capabil să reziste la o presiune de contact mai mare. În aplicația actuală a arborelui cu came, sistemul de lubrifiere a chiulasei a fost concentrat pe arborele cu came tubular, componentele de antrenare a pompei de combustibil care realizează injecția directă în cilindru sunt implementate pe arborele cu came, iar VVT (supapă de sincronizare variabilă) este implementată pe arborele cu came. . folosit la final. În trenul de supape, cerințele de performanță pentru fiecare parte a arborelui cu came sunt diferite. Pentru roata de antrenare a camei și a pompei de combustibil, se cere să fie rezistentă la uzură, aderență și pitting; pentru jurnal, necesită performanțe bune de alunecare; pentru arbore, necesită o bună rigiditate, performanță la îndoire și torsiune.
Odată cu dezvoltarea automobilelor ușoare, arborii cu came se dezvoltă în direcția unor funcții ușoare, foarte concentrate și costuri reduse, iar avantajele asamblarii arborilor cu came sunt recunoscute și acceptate treptat de oameni.
Arborele și camele unui arbore cu came fabricate sunt fabricate separat și apoi asamblate împreună. Cama este în general realizată din oțel carbon sau material metalurgic al pulberilor, jurnalul este realizat din piese de metalurgie a pulberilor sau țeava de oțel concentrată pe dorn, iar dornul este realizat din țeavă de oțel fără sudură, trasă la rece, cu pereți subțiri. Camele din oțel carbon pot fi supuse unui tratament de călire sau cementare de înaltă frecvență și au rezistență ridicată la aderență și la coroziune prin pitting.
Din punct de vedere al designului, arborele cu came asamblat poate fi proiectat cu o lățime a camei îngustă și un interval mic, iar dispunerea camelor este foarte compactă. În comparație cu arborele cu came tradițional, are avantajele unei greutăți ușoare, costuri reduse de procesare și utilizarea rezonabilă a materialului, iar greutatea este redusă cu până la 45% în comparație cu arborele cu came cu arbore solid.
Tehnologia cheie a arborelui cu came asamblat este metoda de conectare, iar procesul de fabricație și echipamentele sunt determinate de diferitele metode de conectare. Arborele cu came asamblat a început în anii 1980, iar primul dezvoltat a fost arborele cu came de conexiune sudată. La mijlocul-1980s-ului a fost dat în folosință arborele cu came de legătură sinterizată, iar arborele cu came produs prin metoda expansiunii a apărut în aceeași perioadă. La sfârșitul anilor 1990, a început dezvoltarea arborilor cu came moleți. Tehnicile fabricate de fabricare a arborelui cu came sunt actualizate constant pe măsură ce apar noi metode de conectare.
Arborii cu came conectați prin sudare sunt predispuși la deformare termică în timpul sudării, ceea ce reduce precizia dimensională a arborilor cu came, iar schimbările termice severe sunt, de asemenea, predispuse la fisuri în piesele sudate, ceea ce face dificilă garantarea calității. , Cama trebuie conectată la conducta de oțel prin difuzie în fază lichidă. Acest proces trebuie efectuat într-un cuptor de sinterizare peste 1000 de grade C. La temperatură ridicată, arborele este predispus la îndoire, ceea ce duce la erori de precizie dimensională, iar în timpul sinterizării, există restricții privind performanța materialului. , necesită un cuptor de sinterizare mare, iar eficiența termică nu este mare; metoda de expansiune face mai întâi ca came și țeava de oțel să coopereze, apoi adaugă expansiune hidraulică sau mecanică din interiorul țevii. Pentru a rezista la presiunea internă a conductei de expansiune, peretele camei trebuie să aibă o anumită grosime. Țeava este ușor de realizat și trebuie utilizate țevi de oțel cu pereți subțiri, iar datorită cerințelor speciale ale operațiunilor de înaltă presiune, echipamentul este și el la scară largă; deși metoda de conectare prin interferență cu manșon cald și rece este utilizată pe scară largă în producția de piese mecanice, este posibil să nu fie potrivită în producția de arbori cu came. , deoarece atunci când cama este conectată cu manșonul de căldură a arborelui, camera este încălzită, rezultând înmuiere și este dificil să se asigure rezistența la uzură în timpul frecării. Multe came vor conduce căldura la capătul arborelui atunci când lucrează, făcând legătura între inițial și sfârșitul lucrării. Dacă cantitatea se modifică, gradul conectorului nu poate fi menținut consistent; metoda de moletare are anumite avantaje în ceea ce privește fiabilitatea, precizia, echipamentul, consumul de energie etc.
Dezvoltarea ulterioară a arborelui cu came combinat se va concentra pe dezvoltarea materialelor și optimizarea tehnicilor de prelucrare. În prezent, piața dezvoltă și aplică viguros materiale compozite, cum ar fi materialele ceramice, pentru fabricarea arborilor cu came. MAHLE lucrează la dezvoltarea de funcții extinse pentru arborele cu came combinat. De exemplu, integrarea acționării pompei de combustibil și a componentelor senzorului câștigă, de asemenea, acțiune. Sincronizarea segmentelor de came de intrare sau de ieșire pe arborii cu came SOHC se realizează cu arborii cu came imbricați MAHLE CamInCam™.
Arborii cu came asamblați se dezvoltă în prezent într-un ritm rapid și sunt utilizați în principal la motoarele de înaltă performanță. Odată cu îmbunătățirea tehnologiei de producție a arborilor cu came asamblați, vor apărea arbori cu came asamblați cu performanțe mai bune, costuri mai mici și tehnologii diversificate.
