Vad gör en kamaxel?

Kamaxeln är avgörande för en motors grundläggande funktion. Kamaxeln består av två distinkta delar, kammarna och axeln, och är det element som gör att ventiler kan öppnas. När axeln roterar trycker de äggformade kammarna (eller "loberna") upp ventilerna synkroniserat med vevaxeln.

Identifiera kamaxeln

I moderna motorer med overhead-cam (OHC) är kamaxeln placerad i cylinderhuvudet. Enkla OHC-motorer (SOHC) har en kam per bank, vanligtvis monterad mellan ventilstammarna. Vipparmar överför SOHC-rörelser till ventilerna. Dubbla OHC-motorer (DOHC) har två kammar per bank, vanligtvis direkt över ventilstammarna, en för insugningsventiler och en för avgasventiler. Kraften överförs direkt till ventilen. En i4 (fyrcylindrig) SOHC-motor har en kamaxel, medan en V6- eller V8 SOHC-motor har två. En i4 DOHC-motor har två kamaxlar, medan en V6- eller V8 DOHC-motor har fyra kamaxlar. Overhead-cam-motorer har tre till fem ventiler per cylinder, men vanligtvis två insugningsventiler och två avgasventiler.

Äldre motorer och några nyare "pushrod"-motorer har en enda kamaxel i cylinderblocket. Långa metallstötstänger överför kamaxelrörelser till vipparmarna, som överför den rörelsen till ventilerna. Tryckstångsmotorer har vanligtvis två eller tre ventiler per cylinder, vanligtvis en insugsventil och en avgasventil.

Den typiska kamaxeln är fräst från ett grovformat gjutstålämne. Vissa prestanda och anpassade kamaxlar kan frästas från ett massivt stålblock.

Hur kamaxlar fungerar

När kamaxeln roterar rör sig kamloberna upp och ner. I DOHC-motorer gör varje rotation att en enda kamlob trycker ner ventilen och öppnar den i cylindern. På liknande sätt, i SOHC- och stötstångsmotorer, trycker kamloben på vipparmarna (eller stötstången då vipparmar), öppna ventilen. När kamloben roterar ytterligare, tvingar ventilfjädern ventilen tillbaka upp och stänger den.

Kamaxeln är vanligtvis ansluten till vevaxeln med hjälp av en kamkedja eller kamrem. I vissa stötstångsmotorer kan även timingväxlar användas. Kamaxeldrevet har dubbelt så många tänder som vevaxeldrevet, vilket gör att det kan rotera med halva hastigheten på vevaxeln. Kamaxeln har fyra distinkta slag:insug, kompression, kraft och avgas.

Vanliga kamaxlar är gjorda för att matcha typiska driftsegenskaper och kan accentuera motorvägskryssningseffektivitet eller lågeffekt. På samma sätt hänvisar ventil "lyft" till höjden på loben i förhållande till centrum av axeln, vilket bestämmer hur långt ventilen öppnar. På fasta kamaxlar är detta inte justerbart, men det finns omständigheter där motorn kan "andas" bättre om bara ventilerna kunde öppna lite mer. Dessutom kan en fast kamaxel öppna insugningsventilen 10° före TDC (BTDC) och stänga den 5° efter nedre dödpunkten (ABDC) och öppna avgasventilen 15° före nedre dödpunkten (BBDC) och stänga den 5° ATDC. Detta kallas ventilens öppningstid. Detta fungerar bra i genomsnitt men utmärker sig inte i någon körsituation.

Specialiserade kamaxelfunktioner

Timing är viktigt. Ventiler måste öppna och stänga med bestämda intervall i förhållande till cylinderns läge. Till exempel, när cylinder #1 kommer till övre dödpunkten (TDC) på avgasslaget, öppnar kamaxeln insugningsventilerna och stänger avgasventilerna. Samtidigt kan cylinder #3 nå TDC på kompressionsslaget, så kamaxeln skulle lämna dessa ventiler stängda.

Kamaxlar utrustade med variabel ventiltid (VVT) använder hydrauliska ställdon för att avancera eller retard ventiltid i förhållande till vevaxelvinkel. VVT möjliggör höghastighetseffektivitet eller låghastighetskraft.

Med hjälp av specialiserade kamaxlar med variabel ventillyft (VVL) och datorstyrda solenoider eller hydrauliska ställdon kan ECM välja mellan två ventillyft alternativ, beroende på förarens behov.

På fordon med direkt bränsleinsprutning, vissa dieselmotorer och de flesta bensinmotorer med direktinsprutning, högtrycksbränslepumpen (HPFP) drivs av en lob på en av kamaxlarna.

Vanliga kamaxelproblem

Eftersom kamaxeln är en solid stålkomponent är den inte benägen att slitas eller gå sönder. I de flesta motorer kommer andra delar att slitas ut innan kamaxeln. Ändå finns det några vanliga problem med kamaxeln som kan uppstå.

• Slitna kamlober (även kallat "utplånad" eller "piskad") syftar på kamlober som har slitits ner. Slitna kamlober öppnar inte ventilerna så mycket som avsett, vilket leder till dålig motorprestanda och cylinderfel. Om detta påverkar HPFP, kommer otillräckligt bränsletryck att leda till högre utsläpp och slumpmässiga feltändningar.
• Slitna lyftare hänvisar inte till ett exklusivt kamaxelproblem, utan kan drivas av kamaxeln. En sliten lyftare kommer inte att lyfta ventilen så mycket som avsett, om alls, och hörs vanligtvis som ett klappande eller knackande i ventilkåpan.
• Trasig kamaxel hänvisar till ett katastrofalt fel på kamaxeln. Detta kan vara ett tillverkningsfel eller orsakat av att kamaxeln fastnar. I tryckstångsmotorer kan en trasig kamaxel avsevärt skada vevstakar, cylinderblock, kolvar eller vevaxeln. I interferensmotorer kan en trasig kamaxel skada cylinderhuvudet, ventilerna eller kolvarna.

Alla dessa tre problem orsakas av brist på korrekt motorunderhåll. Förhindra kamaxelproblem genom att byta motorolja regelbundet med en kvalitetsolja, följa tillverkarens rekommendationer angående oljebytesintervall, oljetyp och oljeviskositet och undvika överhettning av motorn.