Ce este arborele cu came și cum funcționează în motorul mașinii

Arborele cu came reprezintă o componentă esențială în funcționarea motorului cu ardere internă, fiind responsabil de deschiderea și închiderea precisă a supapelor de admisie și evacuare. Deși adesea denumit incorect “ax cu came” (axul fiind de fapt imaginar), arborele cu came este piesa mecanică care asigură sincronizarea perfectă între mișcarea pistonului și fluxul de aer și gaze prin motor.

Principiul de funcționare al arborelui cu came

Arborele cu came utilizează proeminențe (camele) special proiectate care apasă pe tulpinile supapelor sau pe tacții hidraulici, forțând deschiderea supapelor la momentul exact necesar. Între came și supapă poate exista un joc tehnic reglabil sau un mecanism hidraulic automat, în funcție de designul motorului.

Conexiunea directă dintre arborele cu came și vibrochen (arborele cotit) se realizează prin intermediul curelei de distribuție sau a lanțului de distribuție. Această legătură mecanică trebuie să mențină o sincronizare perfectă, fiecare milimetru de deviere putând avea consecințe catastrofale pentru motor.

Ciclul motor în 4 timpi și rolul arborelui cu came

Pentru a înțelege importanța critică a sincronizării, trebuie să analizăm cum funcționează motorul în 4 timpi. Fiecare ciclu complet cuprinde:

1. Admisia

• Supapele de admisie se deschid complet
• Supapele de evacuare rămân închise ermetic
• Pistonul coboară, creând vid și aspirând amestecul de aer și combustibil
• Camele specifice apasă pe supapele de admisie în acest moment precis

2. Compresia

• Toate supapele se închid
• Pistonul urcă, comprimând amestecul la aproximativ 1/10 din volumul inițial
• Raportul de compresie variază între 8:1 și 14:1, în funcție de tipul motorului
• În acest moment, nu există nicio cameră activă pe arbore care să apese supapele

3. Arderea și destinderea

Citește și

Când trebuie reglate supapele motorului și cum îți dai seama că ai această problemă

Un motor care functionează optim depinde de multe componente care lucrează în armonie, iar supapele joacă un rol esenția...

• Bujia inițiază combustia (sau injecția directă la diesel)
• Presiunea gazelor arse împinge pistonul în jos cu forță
• Supapele rămân închise pentru a maximiza transferul de energie
• Energia este transmisă vibrochenului care rotește roțile

4. Evacuarea

• Supapele de evacuare se deschid
• Pistonul urcă, împingând gazele arse afară din cilindru
• Camele de evacuare activează supapele corespunzătoare
• Ciclul se repetă imediat

Consecințele desincronizării arborelui cu came

Acest proces, care se desfășoară la mii de rotații pe minut, creează puterea pe care o simțim la accelerație. Dacă arborele cu came pierde sincronizarea cu vibrochenul - de exemplu, din cauza unei curele de distribuție rupte - supapele pot fi deschise sau închise în momente greșite.

Cele mai grave consecințe apar când:

• Supapele de admisie se deschid în timpul compresiei, anulând comprimarea
• Supapele rămân deschise în timpul arderii, permițând gazelor să scape
• Cel mai rău scenariu: pistonul lovește supapele deschise la momentul nepotrivit, ducând la distrugerea completă a motorului (motor interferent)

Reparațiile în astfel de cazuri pot costa între 3.000 și 10.000 de euro, în funcție de gradul de deteriorare.

Configurații cu arbori multipli

Există motoare echipate cu doi arbori cu came, tehnologie care inițial era rezervată motoarelor cu configurații speciale, precum cele în V. La astfel de motoare, geometria impune poziționarea directă a arborelui deasupra supapelor, necesitând doi arbori separați - câte unul pentru fiecare bancă de cilindri.

DOHC - Double Overhead Camshaft

Astăzi, majoritatea motoarelor moderne cu construcție în linie utilizează tehnologia DOHC (Double Overhead Camshaft):

• Un arbore dedicat supapelor de admisie
• Un arbore separat pentru supapele de evacuare
• Control mai precis al fluxului de gaze
• Posibilitatea implementării sistemelor de distribuție variabilă
• Performanțe superioare și consum redus

Această configurație permite:

• Timpi de deschidere optimizați independent pentru admisie și evacuare
• Posibilitatea utilizării a 4 supape per cilindru (2 admisie, 2 evacuare)
• Fluxuri mai mari de aer, rezultând în putere crescută
• Răspuns mai rapid la accelerație

Întreținerea distribuției

Pentru a asigura funcționarea corectă a motorului pe întreaga durată de viață, este esențial să respectați intervalele de schimbare a distribuției. Neglijarea acestei întrețineri poate duce la:

• Ruperea curelei de distribuție
• Uzura lanțului până la punct critic
• Deteriorarea arborelui cu came
• Distrugerea completă a motorului

Intervalele recomandate variază între 60.000 și 180.000 km, în funcție de tip:

• Curea de distribuție: 60.000 - 120.000 km
• Lanț de distribuție: 150.000 - 250.000 km (cu verificare regulată)

Costul preventiv al schimbării distribuției (200-800 euro) este nesemnificativ comparativ cu cheltuielile unei reparații majore.

Surse foto: liveabout.com, philkotse.com