Axul cu came

Axul cu came

Arborele cu came, denumit si arbore de distributie, reprezinta organul care comanda deschiderea si inchiderea supapelor, determinand totodata si legea de miscare a acestora.

Arborele cu came se monteaza paralel cu arborele cotit, fie in carter, fie in partea superioara a chiulasei. La motoarele in linie se monteaza, de obicei, un singur arbore, avand came pentru comanda supapelor de admisie si de evacuare. La motoarele in V se pot monta unul (asezat intre blocuri), doi (in carter) sau patru (pe chiulasa) arbori cu came. La montarea arborelui cu came in carter, fusurile de sprijin se executa cu diametre mai mari decat cotele maxime ale varfurilor camelor, pentru a permite montajul prin deplasare axiala. Arborii cu came montati in chiulasa se sprijina pe lagare demontabile sau lagare care fac corp comun cu chiulasa. Lungimea arborelui cu came intre fusurile de sprijin extreme este egala cu cea a arborelui cotit. Numarul total al fusurilor de sprijin se determina din conditia respectarii sagetii maxime admisibile.

In principiu, un arbore cu came este format din urmatoarele elemente (fig. 2.55):

roata dintata de actionare 1;

locasurile pentru ungere 2;

fusurile pentru lagare 3;

camele 4.

Fixarea pozitiei camelor pe arbore se face tinand seama de numarul de cilindri, de ordinea de aprindere si de fazele de distributie. Astfel, decalarea camelor de admisie si de evacuare ale unui cilindru se face in felul urmator: cama de evacuare se plaseaza astfel incat axa de simetrie a camei sa treaca prin canalul de pana de pe arborele cu came (fig. 2.56). Axa de simetrie a camei de admisie a aceluiasi cilindru se decaleaza in raport cu axa de simetrie a camei de evacuare cu unghiul:

Y a_DSE a_ISA a_ISE a_DSA t . [grade] (2.3)

unde a_DSE a_ISA a_ISE a_DSA reprezinta avansurile si intarzierile la deschiderea si, respectiv, inchiderea supapelor de admisie si de evacuare, iar t - numarul de timpi. In functie de ordinea de aprindere, camele de acelasi tip ale arborelui vor fi decalate intre ele cu unghiul:

j q_ciclu t_I p/i [radiani] (2.4)

Profilul si inaltimea camelor determina realizarea fazelor de distributie si sectiunea necesara de curgere. Profilul camei trebuie sa asigure o deplasare lina a supapei, deschiderea si inchiderea ei brusca, precum si forte de inertie minime. Cel mai raspandit profil este cel simetric convex (cama armonica).

Inaltimea h a camelor este determinata de cursa supapei stabilita in concordanta cu asigurarea desfasurarii optime a procesului de schimbare a gazelor, iar latimea b a camelor, se coreleaza cu raza tachetului (talerul superior al supapei) (fig. 2.57).

Actionarea arborelui cu came depinde de locul de montaj al acestuia si de tipul motorului. Arborele cu came montat in blocul motor este actionat, in general, printr-o transmisie cu roti dintate, direct de la arborele cotit sau printr-un angrenaj intermediar. Cand distanta dintre cei doi arbori este mare, se introduce un tren de roti intermediare sau o transmisie cu lant.

In timpul functionarii, arborele cu came este supus la solicitari de incovoiere, datorita fortelor care apar pe came in momentul deschiderii supapelor. Fortele de frecare pe came si momentul rezistent introdus de agregatele antrenate solicita arborele cu came la torsiune. Frecarea dintre cama si tachet (talerul superior al supapei) supune acest cuplu la un proces de uzura. Datorita acestor solicitari, arborele cu came trebuie sa fie suficient de rigid si sa posede o inalta rezistenta la uzura a camelor si a fusurilor de sprijin.

Materialele care satisfac cel mai bine conditiile impuse sunt otelul si fonta speciala; se folosesc OLC de calitate sau usor aliate (cu Cr, Mn, Si si uneori, Ni) si oteluri de cementare sau de imbunatatire. Fonta utilizata pentru fabricarea arborelui cu came este elaborata special, ca fonta aliata (cu Cr, Mn, Va, Ni, Cu) sau ca fonta cu grafit nodular.

Realizarea arborilor cu came se asigura prin turnare sau forjare, urmate de prelucrari mecanice care trebuie sa asigure:

a)      realizarea profilului camelor;

b)      coaxialitatea fusurilor;

c)      grosimea constanta a peretilor fusurilor in cazul orificiilor de ungere;

d)     prelucrarea fina a suprafetelor camelor si lagarelor.

Suprafetele expuse uzurii (fusurile si camele) se durifica superficial (prin cementare, nitrurare, tratamente termice sau termochimice), operatiune urmata de slefuire si lustruire, pentru realizarea unor suprafete cat mai netede.