Arborele cu came sau axul cu came
Arborele cu came sau axul cu came ( Camshaft / Nockenwelle ) este o componentă esențială în motorul unei motociclete, responsabilă pentru controlul deschiderii și închiderii supapelor de admisie și evacuare. Acest arbore se rotește și, prin intermediul camelor (piesele profilate montate pe arbore), acționează supapele pentru a coordona ciclul de admisie a amestecului de aer și combustibil și evacuarea gazelor arse.
Rolul arborelui cu came:
Arborele cu came sincronizează mișcarea supapelor cu cea a pistoanelor, astfel încât supapele de admisie să se deschidă la momentul potrivit pentru a permite amestecului de aer și combustibil să intre în cilindru, iar supapele de evacuare să se deschidă pentru a elimina gazele arse. Această acțiune trebuie să fie extrem de precisă pentru o functionare optima a motorului.
Componentele arborelui cu came:
- Came – Sunt proeminențele de pe arbore care apasă asupra tacheților sau culbutorilor pentru a acționa supapele.
- Tacheți (în engleză: tappets) – Piese intermediare care transmit mișcarea de la came la supapă.
- Supape – Supapele sunt componentele care permit sau blochează fluxul de amestec aer-combustibil sau gazele arse.
- Culbutori (rocker arms) – În unele motoare, culbutorii sunt folosiți pentru a transmite mișcarea de la came la supape.
- Lanț de distribuție (timing chain) – În cazul motoarelor cu lanț de distribuție, acesta sincronizează mișcarea arborelui cu came cu cea a arborelui cotit.
Modul de acțiune al supapelor:
- Supapele de admisie – Acestea se deschid atunci când arborele cu came acționează asupra tachetului, permițând amestecului aer-combustibil să intre în cilindru.
- Supapele de evacuare – Se deschid pentru a permite evacuarea gazelor arse, după arderea amestecului în cilindru.
Ciclul este sincronizat cu mișcarea pistonului: când pistonul se deplasează în jos pe cursa de admisie, supapele de admisie sunt deschise; în timpul cursei de compresie, toate supapele sunt închise; la cursa de evacuare, supapele de evacuare sunt deschise.
Tipuri de arbori cu came în funcție de tipul de motor:
- OHC (Overhead Camshaft – Arbore cu came dispus in chiulasa): În acest tip de motor, arborele cu came este situat deasupra supapelor. Un exemplu comun este motorul monocilindru cu un singur arbore cu came. Acest design este eficient pentru motoare mai mici și mai ușor de fabricat.
- DOHC (Double Overhead Camshaft – Dublu arbore cu came dispusi in chiulasa): Aceste motoare au doi arbori cu came, unul pentru supapele de admisie și unul pentru cele de evacuare. DOHC permite o gestionare mai precisă a timpilor supapelor, îmbunătățind performanțele motorului, mai ales la turații ridicate.
- SOHC (Single Overhead Camshaft – Un singur arbore cu came dispus in chiulasa): Un singur arbore cu came controlează atât supapele de admisie, cât și cele de evacuare. Este o soluție simplă, eficientă, dar nu la fel de performantă ca DOHC în condiții de turație ridicată.
- Motor cu came în bloc (Pushrod engine): În acest caz, arborele cu came este situat în blocul motor, iar supapele sunt acționate prin tacheți și tije de împingere (pushrods). Acest design este mai puțin comun la motociclete moderne, fiind mai des întâlnit în motoarele motocicletelor clasice.
- Arborele cu came desmodromic este un element esențial în sistemul desmodromic de control al supapelor, un design specific care folosește un mecanism mecanic pentru a deschide și închide supapele, spre deosebire de sistemele convenționale, care utilizează resorturi pentru a închide supapele. Acest sistem este renumit pentru utilizarea sa pe motocicletele Ducati, fiind unul dintre punctele definitorii ale mărcii.
Arborele cu came și sincronizarea supapelor (valve timing):
Sincronizarea supapelor este esentiala pentru performanța motorului, iar aceasta este determinată de profilul camei și de poziția arborelui cu came în raport cu arborele cotit. La motoarele performante, este posibilă ajustarea acestui sincronism pentru a optimiza puterea la anumite turații.
Importanța sincronizării precise a supapelor:
O sincronizare corectă a supapelor asigură că motorul funcționează eficient și la capacitate maximă. Un timing greșit poate duce la pierderi de putere, creșterea consumului de combustibil, emisii ridicate și chiar avarii mecanice, precum lovirea pistonului de supape în cazurile extreme. În motoarele moderne, sistemele de variație a fazei distribuției (Variable Valve Timing – VVT) optimizează acest proces, ajustând momentul deschiderii și închiderii supapelor în funcție de turația motorului, pentru o eficiență maximă.
Tipuri de sincronizare a supapelor:
- Standard (Fixed valve timing): Fără variații ale sincronizării supapelor, folosit la motoare mai vechi sau simple.
- Sincronizare variabilă (Variable Valve Timing – VVT): Permite ajustarea în timp real a momentului deschiderii și închiderii supapelor pentru a optimiza performanța la diferite turații.
Prin urmare, arborele cu came are un rol vital în funcționarea corectă a motorului motocicletei, influențând direct performanța, economia de combustibil și emisiile.
Defecțiuni ale arborelui cu came
Arborele cu came al unei motociclete se poate deteriora din diverse motive, printre care uzura, întreținerea necorespunzătoare sau defecte de fabricație. Aceste defecțiuni pot afecta grav performanța motorului, ducând la pierderi de putere sau chiar la avarii severe.
1. Uzura neuniformă sau excesivă:
Cauze:
- Lubrifierea insuficientă (lipsa uleiului adecvat sau folosirea unui ulei de calitate inferioară).
- Schimbul neregulat al uleiului și al filtrelor.
- Funcționarea prelungită la turații ridicate, accelerând uzura componentelor interne.
Exemplu: În cazul motocicletelor sport precum Yamaha YZF-R1, uzura prematură a arborelui cu came poate apărea din cauza rulării intense la turații foarte mari fără o întreținere riguroasă.
2. Probleme de lubrifiere:
Cauze:
- Blocarea canalelor de ulei sau uzura pompei de ulei, ceea ce duce la o lipsă de lubrifiere pe suprafețele de contact ale camei.
- Folosirea unui ulei nepotrivit sau neadecvat specificațiilor producătorului.
Exemplu: Motocicletele KTM 690 au raportat, în unele cazuri, probleme legate de ungerea insuficientă a arborelui cu came, în special la modelele de curse off-road, unde motorul este supus unor condiții de lucru mai dificile.
3. Supraîncălzirea motorului:
Cauze:
- Suprasolicitarea motorului din cauza unei răciri ineficiente (în special la motociclete răcite cu aer) sau un nivel scăzut de ulei.
- Supraîncălzirea poate cauza dilatarea excesivă a componentelor, ceea ce duce la uzura accelerată a camei și a tacheților.
Exemplu: Modelele KTM 1290 Super Duke R, care utilizează motoare performante, pot suferi supraîncălzire dacă sunt exploatate intens fără pauze sau întreținere adecvată, ceea ce poate afecta sistemul de ungere și integritatea arborelui cu came.
4. Defecte de fabricație:
Cauze:
- Defecte de fabricație ale arborelui cu came, cum ar fi turnarea incorectă sau utilizarea unui aliaj de calitate slabă.
Aceste defecte pot duce la fisuri sau uzura prematură a pieselor.
Exemplu: În cazul unor modele recente BMW S1000RR, au fost raportate probleme de fabricație legate de arborele cu came, ducând la o rechemare a motocicletelor pentru înlocuirea pieselor afectate. De asemenea, unele motociclete KTM 790 Adventure au avut probleme similare legate de calitatea materialului arborelui cu came.
5. Defecțiuni ale lanțului sau curelei de distribuție:
Cauze:
- Tensionarea incorectă a lanțului de distribuție sau uzura excesivă a acestuia poate duce la sincronizare defectuoasă a arborelui cu came, ceea ce afectează mișcarea supapelor și poate cauza uzura rapidă a camelor.
- Ruptura lanțului de distribuție poate provoca daune majore, inclusiv avarii ale arborelui cu came.
Exemplu: În unele modele de KTM 390 Duke, au fost raportate cazuri de întindere excesivă a lanțului de distribuție, ceea ce a dus la probleme de sincronizare a supapelor și uzura accelerată a componentelor arborelui cu came.
6. Impact mecanic sau defecte ale supapelor:
Cauze:
- O defecțiune la sincronizarea supapelor (timing) sau o defectare a tachetului poate provoca impactul supapelor cu pistonul, ceea ce duce la avarii severe ale arborelui cu came.
- Defecțiuni în lanțul de distribuție sau în sistemul de tacheți pot crea o reacție în lanț, afectând integritatea arborelui cu came.
Exemplu: La motocicletele KTM 450 SX-F, utilizate intens în competițiile de motocross, au fost raportate cazuri în care tacheții sau lanțul de distribuție au cedat sub presiune extremă, cauzând avarii grave la arborele cu came și alte componente asociate.
7. Modificări neautorizate sau tuning necorespunzător:
Cauze:
- Instalarea unui arbore cu came aftermarket care nu este compatibil cu specificațiile motorului sau modificări neautorizate ale altor piese pot duce la o funcționare incorectă.
- Modificarea greșită a sincronizării supapelor poate cauza frecarea excesivă sau impactul supapelor, ducând la uzura rapidă a arborelui cu came.
Exemplu: Motocicletele sport modificate pentru curse pot suferi probleme la arborele cu came dacă tuning-ul nu este făcut conform specificațiilor corecte. Ajustările greșite ale momentului deschiderii supapelor pot duce la avarii severe.
Cazuri recente:
KTM 790 Duke și 790 Adventure au fost subiectul unor rapoarte care menționau probleme cu uzura accelerată a arborelui cu came, cel mai probabil din cauza defectelor de fabricație și lubrifierii insuficiente în anumite loturi de producție.
În 2021, un lot de motociclete KTM 890 Adventure a fost rechemat din cauza unor probleme de lubrifiere care puteau afecta uzura prematură a arborelui cu came și alte componente critice ale motorului.
Alte articole interesante puteti gasi aici
