Wat regelt de beweging van de zuigers en het openen van de kleppen in een motor, als een precieze geleider?Dit schijnbaar eenvoudige onderdeel belichaamt ingewikkelde techniek en materiaalwetenschappen, die rechtstreeks van invloed zijn op het vermogen van een voertuig en het brandstofverbruik.Ingenieurs hebben lange tijd nieuwe materialen en productietechnieken onderzocht om de camshaftsterkte te vergroten, slijtvastheid en lichtgewicht.
Als centraal onderdeel van de kleplijn van een verbrandingsmotor regelt de nokkenas de opening en sluiting van de klep nauwkeurig om de vier-taktcyclus van de motor te vergemakkelijken: inlaat, compressie,verbrandingDoor middel van de roterende kammen, gesynchroniseerd met de zuigers en de krukas, zorgt het voor een optimale ventieltiming voor een optimale motorprestatie.Deze synchronisatie wordt doorgaans bereikt via directe versnellingen, ketens of riemen om de mechanische precisie te behouden.
Traditionele kamassen worden gegoten of gesmeed als een stuk met behulp van materialen zoals wit ijzer, gekoeld ijzer of gesmeed staal.Aangezien het contact tussen kammen en liften hoge spanning ondergaat tijdens de klep veer compressie, is oppervlakteverharding van cruciaal belang voor slijtvastheid.
Recentelijk zijn samengestelde kamaksels populair geworden, waarbij individuele kamlobben op holle stalen assen worden gemonteerd, waardoor het gewicht en de prestaties worden geoptimaliseerd.Lopen worden vaak geproduceerd door middel van poedermetallurgie met behulp van laaggelegeerd staal, soms versterkt met chroom of koolstof voor slijtvastheid.
Het gekoelde ijzer, met name in varianten met een hoog chroomgehalte, is nog steeds het meest gebruikte material van de kamshaft.Het productieproces maakt gebruik van de unieke verhardingseigenschappen van ijzer: gecontroleerde koeling creëert een hard karbide oppervlak op de lobben voor een grotere duurzaamheid.
De productie van gekoelde ijzeren kampassen vereist een nauwkeurige koelingscontrole.Voor hardere lobbenDe koeling wordt versneld met behulp van ijzeren "chills" die in de mal zijn ingebed. Deze absorberen hitte snel en bevorderen de vorming van carbide.met hardheidsgradiënten (45 HRC bij pieken vs..25 HRC centraal) die de koelsnelheden weergeven.
De massaproductie wordt geconfronteerd met uitdagingen bij het elimineren van grafiet voor een uniforme hardheid.AlternatiefHet is echter niet zo eenvoudig om de verwarming te vergemakkelijken.
Gummibanden zijn in 1962 (Glas 1004) debuteerd, nu vervangen door chloorpreen of polyurethaan met staal/glasvezelversterking.De sproeien gebruiken materialen van staal tot aluminiumlegeringen (e)Voor ketens en tandwielen worden geharde (C15, 16MnCr5) of geharde (C45, 41Cr4) stalen gebruikt.
Camschafts zijn ook beschikbaar in remverslagregelaars, waarbij wormversnellingen "S-cam" -hoeken fijn afstemmen zonder te ontmantelen.Terwijl een vergrendelende mouw voorkomt terugslag.
Aluminiumlegeringen (Al-Si, Al-Cu-Mg) verminderen het gewicht in katrolen, pompen en lagers.Titanium (Ti-6Al-4V) biedt sterkte en corrosiebestendigheid voor kleppen en brandstofpompen, hoewel kostenbelemmeringen blijven bestaan.
Met staal ondersteunde aluminium buizen domineren olie-glijde toepassingen (bijv. Kaamschaallagers).Duitse motoren gebruiken lagers van AlZn5Ni1Pb1Mg1Si1 voor thermische compatibiliteit met legeringsblokken.
De Reynolds-vergelijking, opgelost via Booker's mobiliteitsmethode, voorspelt de oliefilmdikte en wrijving in commerciële software.
Dit gespecialiseerde grijze ijzer bevordert lokale witte ijzerzones voor hardheid.Defecten zoals ondergrondse "zwarte lijnen" (pearlite-inclusie) ontstaan door koelingsvariaties.
