Mesin - Bagaimana Katup Membuka dan Menutup

Camshaft di atas kepala

Dalam desain ini camshaft overhead digerakkan oleh sabuk bergigi internal, dan cam lobe bekerja langsung pada tappet yang dipasang di atas katup.

Katup yang memungkinkan campuran masuk ke dalam silinder adalah katup masuk; yang melaluinya gas buangan keluar adalah katup buang. Mereka dirancang untuk membuka dan menutup pada saat yang tepat, untuk memungkinkan mesin bekerja secara efisien pada semua kecepatan.

Operasi dikendalikan oleh lobus berbentuk buah pir, yang disebut Cams, pada poros yang berputar, poros bubungan , digerakkan oleh rantai, sabuk, atau satu set roda gigi dari poros engkol .

Dimana camshaft dipasang di blok mesin , tappet silinder logam kecil duduk di saluran di atas masing-masing cam, dan dari tappets pushrod logam memanjang ke kepala silinder . Bagian atas setiap pushrod bertemu dengan lengan ayun yang menahan batang katup, yang ditahan dalam posisi terangkat (tertutup) oleh pegas melingkar yang kuat pada pegas katup .

Saat pushrod naik pada cam, ia memutar rocker arm, yang mendorong katup ke bawah (terbuka) melawan tekanan pegasnya. Saat cam lobe berputar lebih jauh, pegas katup bertindak untuk menutup katup. Ini disebut sistem overhead-valve (OHV).

Beberapa mesin tidak memiliki pushrod; katup dioperasikan lebih langsung oleh camshafts tunggal atau ganda di kepala silinder itu sendiri sistem overhead-cam.

Karena ada lebih sedikit bagian yang bergerak antara camshaft dan katup, metode overhead-cam (OHC) lebih efisien dan menghasilkan lebih banyak tenaga untuk kapasitas mesin tertentu daripada mesin dengan pushrod, karena dapat beroperasi pada kecepatan yang lebih tinggi. Dengan kedua sistem tersebut, harus ada beberapa permainan bebas di roda gigi operasi, sehingga katup masih dapat menutup sepenuhnya ketika bagian-bagian telah mengembang melalui panas.

Celah tappet celah yang telah disetel sebelumnya sangat penting antara batang katup dan lengan ayun atau cam, untuk memungkinkan ekspansi. Jarak bebas tappet sangat bervariasi pada mobil yang berbeda, dan penyesuaian yang salah dapat memiliki efek serius.

Jika celahnya terlalu besar, katup membuka terlambat dan menutup lebih awal, mengurangi tenaga dan meningkatkan kebisingan mesin.

Celah yang terlalu kecil mencegah katup menutup dengan benar, dengan konsekuensi hilangnya kompresi 

Beberapa engine memiliki tappet yang dapat disetel sendiri, yang dioperasikan secara hidraulik oleh tekanan oli engine.

Camshaft dengan pushrods

Ketika camshaft dipasang di blok mesin, pushrod panjang mengoperasikan lengan ayun yang pada gilirannya membuka katup. Sistem overhead-valve (OHV) ini kurang efisien daripada camshaft overhead karena jumlah bagian yang bergerak membatasi kecepatan di mana mesin dapat berjalan dengan aman.

Sistem overhead valve system (OHV), dioperasikan oleh pushrod, memiliki poros engkol yang berdekatan dan sejajar dengan poros engkol di blok silinder.

Saat poros engkol berputar, setiap katup dibuka melalui tappet, pushrod, dan rocker arm. Katup ditutup oleh tekanan pegas.

Sproket rantai penggerak poros bubungan memiliki gigi dua kali lebih banyak dari sproket poros engkol, sehingga poros bubungan berputar pada setengah putaran mesin.

Mesin dengan camshaft overhead

OHC yang dioperasikan dengan jari

Dalam beberapa desain, kamera bekerja langsung pada tuas pendek, yang disebut jari.

Mesin overhead-cam (OHC) membutuhkan lebih sedikit suku cadang untuk mengoperasikan katup. Cams bekerja langsung pada tappet ember atau tuas pendek - dikenal sebagai jari - yang pada gilirannya bertindak langsung pada batang katup.

Sistem ini menghilangkan bobot ekstra dan kerumitan mekanis pushrod dan rocker arm.

Rantai panjang sering digunakan untuk menggerakkan camshaft dari sproket di poros engkol, tetapi rantai panjang seperti itu cenderung 'mencambuk'. Masalah ini diatasi dalam beberapa desain dengan memasang sproket perantara dan dua rantai penggerak yang lebih pendek, yang dijaga agar tetap tegang.