캠축은 자동차 엔진의 밸브 트레인에서 중요한 부분입니다. 캠축의 구조적 설계와 가공 품질은 엔진 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 최근에는 환경 보호의 필요성으로 인해 저연비, 저공해 엔진이 개발되고 있습니다. 무공해 자동차 배기 가스 배출 문제를 해결하고 높은 엔진 속도와 높은 출력을 달성하기 위해 많은 엔진이 다중 밸브 및 밸브 위상 가변 밸브 리프트 구조를 채택하여 밸브 스프링의 부하를 증가시킵니다. 동시에 연료 소모 및 마찰 손실을 줄이기 위해 캠과 로커암 사이에 롤러 구조를 사용하고 캠과 롤러 사이의 접촉면이 고압 영역을 형성하여 안정성에 영향을 줍니다. 캠축 움직임, 동적 균형, 내마모성 및 비틀림 강도. 더 높은 요구 사항을 제시하십시오. 또한, 자동차의 경량화, 저비용화라는 목적을 달성하기 위해서는 각 부품의 성능 요구사항에 영향을 미치지 않으면서 가능한 한 부품을 단순화하고, 경량화하며, 재료의 사용을 최소화해야 한다. 더 합리적입니다.
일반적으로 인라인 엔진에서 하나의 캠은 하나의 밸브에 해당합니다. V-엔진 또는 박서 엔진은 밸브 2개마다 캠을 공유합니다. 로터리 엔진과 밸브리스 엔진은 특수한 구조로 인해 캠이 필요하지 않습니다.
경량, 가공 용이, 저비용, 높은 엔진 속도, 고출력을 달성하기 위해서는 엔진 부품, 특히 캠샤프트의 설계를 재고해야 하며, 구조가 콤팩트하고 기능이 집중되어야 하며, 무게가 가볍고 더 높은 접촉 압력을 견딜 수 있습니다. 현재 캠샤프트 적용에서는 실린더 헤드 윤활 시스템이 중공 캠샤프트에 집중되어 있고, 실린더 내 직접 분사를 구현하는 연료 펌프 구동 부품이 캠샤프트에 구현되고, VVT(가변 타이밍 밸브)가 캠 샤프트에 구현됩니다. . 끝에 사용. 밸브 트레인에서 캠축의 각 부분에 대한 성능 요구 사항은 다릅니다. 캠 및 연료 펌프 구동 휠의 경우 마모, 접착 및 구멍에 대한 내성이 필요합니다. 저널의 경우 우수한 슬라이딩 성능이 필요합니다. 샤프트의 경우 우수한 강성, 굽힘 및 비틀림 성능이 필요합니다.
경량 자동차의 발달과 함께 캠축은 경량화, 고기능화, 저비용화 방향으로 발전하고 있으며 캠축 조립의 장점은 점차 사람들에게 인정받고 수용되고 있습니다.
제작된 캠샤프트의 샤프트와 캠은 별도로 제작되어 함께 조립됩니다. 캠은 일반적으로 탄소강 또는 분말 야금 재료로 만들어지며 저널은 맨드릴에 집중된 분말 야금 부품 또는 강관으로 만들어지며 맨드릴은 냉간 압연 얇은 벽 이음매없는 강관으로 만들어집니다. 탄소강 캠은 고주파 담금질 또는 침탄 처리를 할 수 있으며 접착 및 공식 부식에 대한 내성이 높습니다.
설계상 조립된 캠샤프트는 좁은 캠폭과 작은 간격으로 설계할 수 있으며 캠의 배치가 매우 컴팩트합니다. 기존의 캠샤프트와 비교하여 경량, 낮은 가공비, 합리적인 재료활용의 장점을 가지고 있으며 중실샤프트 캠샤프트에 비해 무게를 최대 45%까지 줄였습니다.
조립 된 캠축의 핵심 기술은 연결 방법이며 제조 공정 및 장비는 연결 방법에 따라 결정됩니다. 조립된 캠샤프트는 1980년대에 시작되었으며 처음 개발된 것은 용접 연결 캠샤프트였습니다. 중기{1}}에는 소결 연결 캠샤프트가 사용되었고 같은 시기에 팽창 방식으로 생산된 캠샤프트가 등장했습니다. 1990년대 후반에 널링 캠샤프트의 개발이 시작되었습니다. 제작된 캠샤프트 제조 기술은 새로운 연결 방법이 등장함에 따라 지속적으로 업데이트됩니다.
용접 연결 캠샤프트는 용접 시 열변형이 일어나기 쉽기 때문에 캠샤프트의 치수 정확도가 떨어지고 심한 열 변화에도 용접부에 크랙이 발생하여 품질 보증이 어렵습니다. , 캠은 액상의 확산에 의해 강관에 연결되어야 합니다. 이 공정은 1000℃ 이상의 소결로에서 이루어져야 한다. 고온에서는 샤프트가 휘어지기 쉽기 때문에 치수 정확도 오차가 발생하며, 소결 시 재료의 성능에 제약이 따른다. , 큰 소결로가 필요하고 열효율이 높지 않습니다. 팽창 방법은 먼저 캠과 강관이 협력하도록 한 다음 파이프 내부에서 유압 또는 기계적 팽창을 추가합니다. 확장 파이프의 내부 압력을 견디기 위해서는 캠 벽의 두께가 일정해야 합니다. 파이프는 수행하기 쉽고 얇은 벽의 강관을 사용해야하며 고압 작업의 특수 요구 사항으로 인해 장비도 대규모입니다. 핫 슬리브 및 콜드 슬리브 간섭 연결 방법은 기계 부품 생산에 널리 사용되지만 캠 샤프트 생산에는 적합하지 않을 수 있습니다. , 캠이 샤프트 히트 슬리브와 연결되면 캠이 가열되어 연화되고 마찰 시 내마모성을 확보하기 어렵습니다. 많은 캠은 작업할 때 샤프트 끝으로 열을 전도하여 작업의 초기와 끝을 연결합니다. 수량이 변경되면 커넥터 정도를 일정하게 유지할 수 없습니다. 널링 방법은 신뢰성, 정확도, 장비, 에너지 소비 등의 특정 이점이 있습니다.
결합 캠샤프트의 추가 개발은 재료 개발 및 가공 기술 최적화에 중점을 둘 것입니다. 시장은 현재 캠축을 제조하기 위해 세라믹 재료와 같은 복합 재료를 활발하게 개발 및 적용하고 있습니다. MAHLE는 결합된 캠축을 위한 확장 기능의 개발을 위해 노력하고 있습니다. 예를 들어, 연료 펌프 작동 및 센서 구성 요소의 통합도 견인력을 얻고 있습니다. SOHC 캠축의 입구 또는 출구 캠 세그먼트의 동기화는 MAHLE CamInCam™ 중첩 캠축을 사용하여 이루어집니다.
조립식 캠샤프트는 현재 빠른 속도로 발전하고 있으며 주로 고성능 엔진에 사용됩니다. 조립 캠샤프트의 생산 기술이 향상됨에 따라 더 나은 성능, 더 낮은 비용, 다양한 기술을 갖춘 조립 캠샤프트가 등장할 것입니다.
