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3,000rpm에서 4행정 엔진은 매분 실린더당 1,500번의 연소 사이클을 완료합니다. 각 흡기 및 배기 밸브는 정밀하게 정의된 크랭크 각도에서 1도도 움직이지 않고 분당 수천 번 열리고 닫혀야 합니다. 해당 분야를 담당하는 구성 요소는 캠축입니다. 단순히 밸브를 밀어서 여는 것이 아닙니다. 언제 열리는지, 얼마나 열리는지, 얼마나 오래 열려 있는지를 결정합니다. 이 세 가지 결정은 엔진의 출력 대역, 연비, 배기가스 배출 및 공회전 품질을 정의합니다. 이 기사에서는 캠축이 엔진 밸브 타이밍을 제어하는 방법, 주요 타이밍 매개변수가 실제로 무엇을 의미하는지, 제조 정밀도가 타이밍 정확도와 불가분의 관계에 있는 이유를 설명합니다.
캠축은 자체 회전을 정밀하게 계획된 밸브 동작으로 변환하여 밸브 타이밍을 제어하고, 크랭크축은 고정된 2:1 구동 비율을 통해 해당 일정을 설정합니다.
기존의 4행정 엔진에서는 흡기, 압축, 출력, 배기 등 전체 사이클마다 크랭크샤프트가 두 번 회전합니다. 캠샤프트는 같은 주기에 한 번 회전합니다. 타이밍 체인, 벨트 또는 기어 트레인은 두 개의 샤프트를 함께 잠그므로 캠축 위치는 항상 크랭크축 위치의 알려진 기능입니다. 비율이 변경되거나 체인이 늘어나서 관계가 바뀌면 밸브가 잘못된 피스톤 위치에서 열리고 닫혀 동력 손실이 발생하거나 피스톤과 밸브 간 접촉이 발생하는 경우도 있습니다.
각 밸브는 캠축의 전용 로브에 의해 작동됩니다. 캠축이 회전함에 따라 베이스 서클, 오프닝 측면, 노즈 및 폐쇄 측면과 같은 로브 프로파일이 리프터 또는 태핏을 밀어서 직접 작동하는 버킷 또는 로커 암을 통해 동작을 전달합니다. 밸브 스프링은 로브가 밸브를 해제할 때 밸브를 시트로 되돌립니다. 회전 속도가 아닌 로브의 모양이 타이밍 시그니처를 설정합니다.
세 가지 로브 매개변수(리프트, 기간, 위상)가 가장 중요합니다. 유휴 부드러움부터 최대 출력까지 엔진 동작의 모든 측면을 통해 계단식으로 진행됩니다.
리프트는 밸브가 시트에서 이동하는 최대 거리로, 밀리미터 또는 1/1000인치 단위로 측정됩니다. 리프트가 클수록 실린더에 더 많은 공기가 유입되지만 밸브 트레인 응력도 증가하며 높은 엔진 속도에서 밸브 플로트를 방지하려면 더 단단한 밸브 스프링이 필요합니다.
지속 시간은 밸브가 시트에서 떨어져 있는 동안의 크랭크샤프트 각도입니다. 지속 시간이 길수록 실린더를 채우거나 비우는 데 더 많은 시간이 걸리므로 높은 rpm 출력을 지원하지만 일반적으로 출력 밴드가 위로 이동하고 저속 토크가 약해집니다. 지속 시간이 짧은 기본 캠은 원활하게 유휴 상태입니다. 흡기 및 배기 이벤트가 서로 번지기 때문에 장시간 유휴 상태인 레이스 캠이 있습니다.
로브 분리 각도(LSA)는 동일한 실린더에 대한 흡기 로브와 배기 로브의 중심선 사이의 각도입니다. LSA가 더 엄격할수록 밸브 오버랩(두 밸브가 모두 부분적으로 열려 있을 때 상사점 근처의 기간)이 늘어납니다. 오버랩은 높은 엔진 속도에서 배기가스 배출을 도와주지만 공회전 안정성과 낮은 rpm 효율성을 저하시킵니다. 타이밍 포인트는 일반적으로 지정된 밸브 리프트(일반적으로 0.05인치(1.27mm))에서 평가되므로 여러 공급업체의 캠을 동일하게 비교할 수 있습니다.
| 매개변수 | 그것이 정의하는 것 | 실질적인 효과 |
|---|---|---|
| 리프트 | 최대 밸브 개방 거리 | 리프트가 높을수록 공기 흐름이 증가하지만 밸브 트레인 스트레스가 증가합니다. |
| 기간 | 밸브가 열려 있는 크랭크 각도 | 지속 시간이 길어지면 고rpm 전력 대역이 확장됩니다. |
| 로브 분리 각도 | 흡기 로브 중심과 배기 로브 중심 사이의 각도 | LSA가 엄격할수록 오버랩 및 최고급 응답이 증가합니다. |
| 중복 | 두 밸브가 모두 부분적으로 열려 있는 기간 | 겹치는 부분이 많으면 청소에 도움이 되지만 유휴 품질이 저하됩니다. |
| 캠 페이징(VVT) | 크랭크에 대한 캠의 타이밍 변화 | 엔진 속도와 부하에 맞춰 타이밍을 조정합니다. |
흡기 밸브는 상사점에서 정확하게 열리지 않고, 배기 밸브는 하사점에서 정확하게 닫히지 않습니다. 생산 캠축은 가스 흐름의 관성을 활용하기 위해 피스톤 위치에 대해 의도적으로 전진하거나 지연됩니다.
흡기 밸브는 일반적으로 상사점 이전 10~30도에서 열리고 하사점 이후 40~70도에서 닫힙니다. 늦은 흡입 폐쇄는 유입되는 공기의 운동량을 사용하여 피스톤이 상승하기 시작한 후에도 실린더를 계속 채우는 것입니다. 배기 밸브는 하사점 이전에 40~70도 열리고, 상사점 이후 10~30도에서 닫힙니다. 조기 배기 개방은 약간의 확장 작업을 통해 다음 흡기 행정이 시작되기 전에 연소 가스를 배출하는 데 더 많은 시간을 투자합니다.
결과적으로 흡기 및 배기 이벤트가 상사점 근처에서 겹칩니다. 가벼운 승용차 엔진의 오버랩 각도는 20~40도에 불과한 반면, 출력 대역이 넓은 고성능 엔진의 경우 60도 이상을 사용할 수 있습니다. 로브 프로필과 설치된 위상이 함께 이러한 숫자를 설정합니다. 그렇기 때문에 실린더 헤드를 건드리지 않고 캠축을 변경하거나 크랭크축을 기준으로 VVT 캠축을 회전시켜 밸브 타이밍을 조정할 수 있습니다.
밸브 타이밍은 캠축과 이를 배치하는 구동 시스템만큼만 정확합니다. 마모된 로브는 양력을 감소시키고 개방 램프의 속도를 늦추어 공기 흐름을 차단하고 파워 밴드를 이동시킵니다. 늘어난 타이밍 체인은 크랭크샤프트에 비해 캠샤프트를 지연시켜 밸브 이벤트를 지연시키고 사이클의 잘못된 부분에서 오버랩을 증가시킵니다. 증상은 거친 공회전, 약한 저속 토크, 높은 연료 소비, 그리고 최악의 경우 타이밍이 충분히 점프하면 피스톤과 밸브가 접촉하는 것입니다.
런아웃은 타이밍 오류의 덜 분명한 원인입니다. 캠샤프트가 구부러지거나 베어링 저널이 중심에서 벗어나 연삭되면 샤프트가 회전함에 따라 각 로브의 유효 타이밍이 변경됩니다. 생산 사양에서는 일반적으로 저널 런아웃을 0.02mm(0.0008인치) 미만으로 유지합니다. 작은 오류라도 밸브 동작이 불안정하고 로브 마모가 고르지 않기 때문입니다.
오토바이 캠축은 더 높은 반복률에서 동일한 문제에 직면합니다. 8,000~12,000rpm의 밸브 이벤트는 대부분의 자동차 엔진에서보다 대략 두 배 빠른 속도로 발생하므로 작은 로브 또는 런아웃 오류는 중속 속도에서 명백한 불발이 됩니다. 에이 Yamaha 오토바이 캠축 정확한 로브 대칭과 제어된 표면 마감이 제공되어 회전수 범위 전체에서 이러한 이벤트를 안정적으로 유지합니다.
도매 오토바이 캠축 -YAMAHA-4GT-E2170-01 공급 업체, 제조업체, Comp 안후이 KORBOR 기계장치 CO., LTD. 중국 도매 YAMAHA-오토바이 캠축-4GT-E2170-01 공급 업체, 제조업체 및 회사, 우리는... 제품보기 → 많은 엔진은 더 이상 고정된 캠축 위치에 의존하지 않습니다. 가변 밸브 타이밍(VVT) 시스템은 엔진이 작동하는 동안 크랭크축을 기준으로 캠축을 회전시키며, 오일 압력이나 전기 액추에이터를 사용하여 제어된 각도(일반적으로 20~60도 위상 조정 권한)만큼 캠축을 이동합니다. 엔진 제어 장치는 저속 및 중속에서 흡기 캠축을 전진시켜 토크를 향상시키고, 고속에서는 이를 지연시켜 최고 출력을 유지합니다. 일부 설계에서는 배기 캠축을 단계적으로 조정하거나 스위칭 태핏을 사용하여 두 개의 서로 다른 리프트 프로파일 중에서 선택합니다.
피스톤에 대해 로브 프로파일이 적용되는 위치에서 VVT가 변경됩니다. 정확한 로브 형상이 필요하지 않습니다. 캠축의 기본 정확도는 엔진이 얼마나 깨끗하게 작동하는지에 대한 기준을 설정합니다. 로브 프로파일, 로브 간 간격 및 저널 런아웃이 허용 오차를 유지하지 않는 경우 캠축을 전진 및 지연시키면 부정확한 패턴만 움직일 뿐입니다.
은행 간 VVT가 장착된 유럽 엔진이 좋은 예입니다. 캠축은 엔진 제어 모듈이 읽는 트리거 휠 및 센서 기능과도 일치해야 합니다. 에이 폭스바겐 캠축 이러한 세부 사항을 놓치면 로브 프로필이 정확하더라도 오류 코드가 설정됩니다.
도매 자동차 캠축 -VW-KB-337 공급 업체, 제조업체, 회사 안후이 KORBOR 기계장치 CO., LTD. 중국 도매 VW-Car 캠축 -KB-337 공급 업체, 제조업체 및 회사는 VW-Car 캠축 -KB-337을 제공합니다 ... 제품보기 → 밸브 타이밍은 서류상으로는 설계 주제이지만 생산 라인에서는 제조 주제가 됩니다. 엔지니어링 소프트웨어의 로브 프로파일은 공작 기계와 열처리 사이클이 허용 오차 범위 내에서 생성되기 전까지는 이상적인 형상일 뿐입니다. 로브 프로파일, 로브 간격, 저널 동심도의 작은 변화는 실린더 간 타이밍 차이로 직접적으로 해석됩니다.
KORBOR는 블랭크 주조부터 완성된 지상 부품까지 이어지는 시설에서 800개 이상의 자동차 및 600개 이상의 오토바이 캠축 모델을 다루면서 25년 이상 유일한 제품 라인으로 캠축을 제조해 왔습니다. 이 회사는 무결점 생산 철학을 바탕으로 합금 선택과 템퍼링, 침탄 및 담금질을 결합하여 치수 안정성을 잃지 않고 경도와 내마모성을 유지하는 IATF16949:2016 품질 시스템을 운영합니다. 인쇄 허용 오차를 충족하는 캠축이 밸브에서 설계된 타이밍 이벤트를 보장하는 것이기 때문에 엔진 제작자 및 부품 유통업체의 경우 이러한 세부 사항이 중요합니다.
A 토요타 자동차 캠샤프트 교체 예를 들어 공장 타이밍 체인과 VVT 액츄에이터가 의도한 크랭크 각도에서 작동하도록 동일한 제한 내에서 원래의 로브 프로파일과 저널 형상을 재현해야 합니다. 동일한 원칙이 모든 엔진 제품군에 적용됩니다. 가공 및 열처리가 일관될수록 엔진은 타이밍 사양에 명시된 대로 더 많이 작동합니다.
도매 자동차 캠축 -TOYOTA-KB-014 공급 업체, 제조업체, 회사 안후이 KORBOR 기계장치 CO., LTD. 중국 도매 TOYOTA-Car camshaft-KB-014 공급 업체, 제조업체 및 회사는 TOYOTA-Car camshaft-KB-014를 제공합니다 ... 제품보기 → 캠축이 밸브 타이밍을 제어하는 방법을 이해하면 교체 또는 고성능 캠축을 선택할 때 올바른 질문을 하는 데 도움이 됩니다. 구매 전 확인해야 할 사항:
서류상으로는 공격적으로 보이지만 엉성한 개방 경사로 인해 연마된 로브 프로파일은 밸브에서 의도한 타이밍 이벤트를 전달하지 않습니다. 오랜 캠축 관련 경험과 문서화된 품질 시스템을 갖춘 공급업체는 배치별로 허용 오차를 유지하는 데 더 나은 위치에 있습니다. KORBOR의 캠샤프트 전용 제조 25년 그리고 그것의 IATF16949 인증 품질 시스템 그것이 생성하는 모든 로브 프로파일 뒤에 있는 실질적인 보증입니다. 캠샤프트가 더 큰 밸브트레인에 어떻게 맞는지 더 폭넓게 살펴보고 싶은 독자는 이 글을 계속 읽어보세요. 자동차 캠축 타이밍 시스템 가이드 .
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