물리적으로 캠샤프트는 강철이나 주철로 단조된 단단하고 길쭉한 금속 막대입니다. 그 길이를 따라 캠이라고 알려진 뚜렷한 달걀 모양의 돌출부가 있습니다. 샤프트가 회전함에 따라 각 로브의 피크가 밸브 메커니즘(직접 또는 리프터, 푸시로드 또는 로커 암을 통해)에 대해 아래쪽으로 밀고 스프링 압력에 대해 밸브가 강제로 열립니다.
이러한 로브의 고유한 프로필에 따라 엔진의 성능 특성이 결정됩니다. 로브의 높이는 전체 밸브 리프트를 결정하는 반면, 로브의 너비는 밸브 지속 시간(밸브가 고정되지 않은 상태로 유지되는 기간)을 결정합니다. 이 주기를 정확하게 제어하는 것이 중요합니다. 미세한 타이밍 편차라도 실린더 압축을 방해하여 연료 효율이 급격히 떨어지거나 엔진이 완전히 고장날 수 있습니다.
엔진 내부의 총 캠축 수는 전적으로 실린더 구성과 전체 밸브트레인 아키텍처에 따라 달라집니다. 현대 자동차 엔지니어링에서는 세 가지 기본 밸브트레인 설계를 사용하여 제조 비용과 높은 RPM 효율성의 균형을 맞춥니다.
| 밸브트레인 구성 이름 | 엔진 블록당 총 캠축 | 일반적인 실린더 레이아웃 예 | 기계적 작동 특성 |
|---|---|---|---|
| OHV(오버헤드 밸브/푸시로드) | 1개의 캠축 합계 | 기존 V6/V8 엔진 | 단일 캠은 엔진 블록 내부에 위치하며 긴 푸시로드를 통해 밸브를 작동합니다. 매우 컴팩트한 디자인. |
| SOHC(싱글 오버헤드 캠) | 캠축 1개 또는 2개 | 인라인-4 / 분할 뱅크 V6 | 하나의 샤프트가 각 실린더 헤드 바로 위에 위치하여 흡기 및 배기 밸브를 함께 작동합니다. |
| DOHC(이중 오버헤드 캠) | 2개 또는 4개의 캠축 | 최신 다중 밸브 성능 엔진 | 두 개의 서로 다른 샤프트가 각 실린더 헤드 위에 위치합니다. 하나는 흡기 밸브만 제어합니다. 다른 하나는 배기가스를 관리합니다. |
공격적인 애프터마켓 성능 캠샤프트를 설치하는 것은 추가 마력을 얻기 위한 인기 있는 수정이지만 뚜렷한 기계적 절충안이 발생합니다. 애프터마켓 캠 자체가 본질적으로 차량에 나쁜 것은 아니지만 잘못된 프로필을 선택하면 엔진의 제작 매개변수와 일치하지 않는 경우 작동 문제가 발생할 수 있습니다.
고성능 캠샤프트는 밸브 개방 리프트와 지속 시간을 최대화하는 더 큰 로브 디자인을 특징으로 합니다. 이를 통해 실린더는 높은 엔진 속도에서 훨씬 더 많은 양의 공기와 연료를 흡입할 수 있습니다. 이 구성은 4,000~7,000RPM 사이에서 상당한 전력 이득을 제공하지만 종종 저급 토크를 희생합니다. 이러한 변화는 눈에 띄게 거칠고 불규칙한 공회전 속도를 유발하고 진공 압력을 감소시켜 일상적인 거리 주행 중 동력 제동 시스템의 원활한 작동에 영향을 미칠 수 있습니다.
캠축 마모를 해결하지 않고 방치하면 심각한 구조적 손상이 발생할 수 있습니다. 조기 경고 신호를 인식하면 밸브트레인 문제가 심각한 내부 엔진 고장으로 확대되기 전에 이를 식별하는 데 도움이 됩니다.
캠축 로브가 마모되기 시작하거나 평평한 부분이 생기면 로브 표면과 리프터 사이에 과도한 간격이 생깁니다. 이러한 기계적 유격은 엔진 RPM에 맞춰 가속되는 상단 밸브 커버에서 날카롭고 연속적인 금속성 틱틱 또는 딸깍거리는 소음을 생성합니다.
마모되거나 편평해진 캠 로브는 연소실로 충분한 공기-연료 혼합물을 공급할 만큼 지정된 밸브를 높이 들어 올릴 수 없습니다. 이러한 제한은 적절한 실린더 압축을 방해하고, 임의의 불발 문제 코드를 유발하고, 엔진 점검 표시등을 밝히고, 엔진 작동을 거칠게 만듭니다.
로브 표면 저하가 가속화됨에 따라 미세한 금속 입자가 샤프트에서 떨어져 나와 오일 팬으로 직접 떨어집니다. 정기적인 유지 관리 오일 교환 중에 이러한 마모는 배출된 오일에서 반짝이는 금속 소용돌이 모양으로 나타나거나 오일 필터 주름 내부에 걸린 눈에 보이는 금속 조각으로 나타납니다.