Camshaft adalah bagian penting dalam rangkaian katup mesin mobil. Desain struktural dan kualitas pemrosesan camshaft secara langsung mempengaruhi kinerja mesin. Dalam beberapa tahun terakhir, karena kebutuhan perlindungan lingkungan, mesin dengan konsumsi bahan bakar rendah dan polusi rendah sedang dikembangkan. Untuk mengatasi masalah emisi gas buang mobil yang tidak berpolusi dan mencapai kecepatan mesin tinggi dan daya keluaran tinggi, banyak mesin mengadopsi fase multi-katup dan katup, struktur pengangkat katup variabel, yang meningkatkan beban pegas katup. Pada saat yang sama, untuk mengurangi konsumsi bahan bakar dan kehilangan gesekan, struktur roller digunakan antara cam dan lengan ayun, dan permukaan kontak antara cam dan roller membentuk area bertekanan tinggi, yang mempengaruhi stabilitas gerakan camshaft, keseimbangan dinamis, ketahanan aus dan kekuatan torsi. mengajukan persyaratan yang lebih tinggi. Selain itu, untuk mencapai tujuan mobil yang ringan dan berbiaya rendah, tanpa mempengaruhi persyaratan kinerja setiap bagian, bagian-bagiannya harus disederhanakan sebanyak mungkin, bobotnya harus dikurangi, dan penggunaan bahan harus dikurangi. lebih masuk akal.
Secara umum, dalam mesin in-line, satu cam sesuai dengan satu katup. Mesin V atau mesin boxer berbagi cam untuk setiap dua katup. Mesin putar dan mesin tanpa katup tidak memerlukan cam karena strukturnya yang khusus.
Untuk mencapai bobot yang ringan, pemrosesan yang mudah dan biaya yang rendah, serta putaran mesin yang tinggi dan daya keluaran yang tinggi, desain komponen mesin, terutama poros bubungan, harus dipertimbangkan kembali, mengharuskan mereka untuk kompak dalam struktur, sangat terkonsentrasi dalam fungsi, ringan, dan mampu menahan tekanan kontak yang lebih tinggi. Dalam aplikasi camshaft saat ini, sistem pelumasan kepala silinder telah dikonsentrasikan pada poros bubungan berongga, komponen penggerak pompa bahan bakar yang merealisasikan injeksi langsung ke dalam silinder diimplementasikan pada poros bubungan, dan VVT (katup pewaktu variabel) diterapkan pada poros bubungan. . digunakan di akhir. Dalam rangkaian katup, persyaratan kinerja untuk setiap bagian dari camshaft berbeda. Untuk roda penggerak cam dan pompa bahan bakar, harus tahan terhadap keausan, adhesi dan pitting; untuk jurnal, membutuhkan kinerja geser yang baik; untuk poros, membutuhkan kinerja kekakuan, tekukan, dan torsi yang baik.
Dengan perkembangan mobil ringan, camshaft berkembang ke arah yang ringan, fungsi yang sangat terkonsentrasi dan biaya rendah, dan keuntungan merakit camshaft secara bertahap diakui dan diterima oleh orang-orang.
Poros dan cam dari camshaft fabrikasi diproduksi secara terpisah dan kemudian dirakit bersama. Cam umumnya terbuat dari baja karbon atau bahan metalurgi serbuk, jurnal terbuat dari bagian metalurgi serbuk atau pipa baja yang terkonsentrasi pada mandrel, dan mandrel terbuat dari pipa baja mulus berdinding tipis yang ditarik dingin. Cams baja karbon dapat dikenakan perlakuan pendinginan atau karburasi frekuensi tinggi, dan memiliki ketahanan yang tinggi terhadap adhesi dan korosi pitting.
Dari segi desain, camshaft yang dirakit dapat dirancang dengan lebar cam yang sempit dan interval yang kecil, serta susunan cam yang sangat kompak. Dibandingkan dengan camshaft tradisional, ia memiliki keunggulan bobot yang ringan, biaya pemrosesan yang rendah dan pemanfaatan material yang wajar, dan bobotnya berkurang hingga 45 persen dibandingkan dengan poros bubungan padat.
Teknologi kunci dari camshaft rakitan adalah metode koneksi, dan proses pembuatan serta peralatan ditentukan oleh metode koneksi yang berbeda. Camshaft yang dirakit dimulai pada 1980-an, dan yang pertama dikembangkan adalah camshaft sambungan yang dilas. Pada pertengahan-1980s, camshaft sambungan sinter mulai digunakan, dan camshaft yang dihasilkan oleh metode ekspansi muncul pada periode yang sama. Pada akhir 1990-an, pengembangan camshaft knurled dimulai. Teknik manufaktur camshaft fabrikasi terus diperbarui saat metode koneksi baru muncul.
Camshaft yang terhubung dengan pengelasan rentan terhadap deformasi termal selama pengelasan, yang mengurangi akurasi dimensi camshaft, dan perubahan termal yang parah juga rentan terhadap retakan pada bagian yang dilas, sehingga sulit untuk menjamin kualitas. , Cam harus dihubungkan ke pipa baja dengan difusi dalam fase cair. Proses ini harus dilakukan dalam tungku sintering di atas 1000 derajat C. Pada suhu tinggi, poros rentan terhadap tekukan, mengakibatkan kesalahan akurasi dimensi, dan selama sintering, ada pembatasan kinerja material. , membutuhkan tungku sintering besar, dan efisiensi termal tidak tinggi; metode ekspansi pertama-tama membuat cam dan pipa baja bekerja sama, dan kemudian menambahkan ekspansi hidrolik atau mekanis dari bagian dalam pipa. Untuk menahan tekanan internal pipa ekspansi, dinding cam harus memiliki ketebalan tertentu. Pipa mudah dibawa, dan pipa baja berdinding tipis harus digunakan, dan karena persyaratan khusus operasi tekanan tinggi, peralatannya juga berskala besar; meskipun metode sambungan interferensi lengan panas dan dingin banyak digunakan dalam produksi suku cadang mekanis, metode ini mungkin tidak cocok untuk produksi poros bubungan. , karena ketika cam terhubung dengan selongsong panas poros, cam dipanaskan, menghasilkan pelunakan, dan sulit untuk memastikan ketahanan aus selama gesekan. Banyak cam akan menghantarkan panas ke ujung poros saat bekerja, membuat hubungan antara awal dan akhir pekerjaan. Jika kuantitas berubah, tingkat konektor tidak dapat dijaga tetap konsisten; metode knurling memiliki keunggulan tertentu dalam keandalan, akurasi, peralatan, konsumsi energi, dll.
Pengembangan lebih lanjut dari camshaft gabungan akan fokus pada pengembangan bahan dan teknik pemrosesan yang optimal. Pasar saat ini sedang giat mengembangkan dan menerapkan material komposit, seperti material keramik untuk memproduksi camshaft. MAHLE sedang mengerjakan pengembangan fungsi tambahan untuk camshaft gabungan. Misalnya, integrasi aktuasi pompa bahan bakar dan komponen sensor juga mendapatkan daya tarik. Sinkronisasi segmen cam inlet atau outlet pada camshaft SOHC dicapai dengan camshaft bersarang MAHLE CamInCam™.
Camshaft rakitan saat ini berkembang dengan pesat dan terutama digunakan pada mesin berkinerja tinggi. Dengan peningkatan teknologi produksi camshaft rakitan, camshaft rakitan dengan kinerja lebih baik, biaya lebih rendah, dan teknologi beragam akan muncul.
