L'arbre de lleves és una part important del tren de vàlvules d'un motor d'automòbil. El disseny estructural i la qualitat de processament de l'arbre de lleves afecten directament el rendiment del motor. En els darrers anys, a causa de les necessitats de protecció del medi ambient, s'estan desenvolupant motors amb baix consum de combustible i baixa contaminació. Per resoldre el problema de les emissions d'escapament no contaminants dels automòbils i aconseguir una alta velocitat del motor i una gran potència de sortida, molts motors adopten fases multivàlvules i vàlvules, estructures d'elevació de vàlvules variables, que augmenten la càrrega dels ressorts de la vàlvula. Al mateix temps, per reduir el consum de combustible i les pèrdues de fricció, s'utilitza una estructura de rodets entre la lleva i el balancí, i la superfície de contacte entre la lleva i el rodet forma una zona d'alta pressió, que afecta l'estabilitat del moviment de l'arbre de lleves, equilibri dinàmic, resistència al desgast i resistència a la torsió. plantejar requisits més alts. A més, per tal d'aconseguir el propòsit de pes lleuger i baix cost dels automòbils, sense afectar els requisits de rendiment de cada peça, les peces s'han de simplificar tant com sigui possible, s'ha de reduir el pes i l'ús de materials ha de ser més raonable.
En termes generals, en un motor en línia, una lleva correspon a una vàlvula. Un motor en V o boxer comparteix una lleva per cada dues vàlvules. El motor rotatiu i el motor sense vàlvules no necessiten una lleva a causa de la seva estructura especial.
Per tal d'aconseguir un pes lleuger, un processament fàcil i un baix cost, així com una alta velocitat del motor i una gran potència de sortida, s'ha de reconsiderar el disseny dels components del motor, especialment els arbres de lleves, que requereixen que siguin d'estructura compacta, altament concentrats en funcions, lleuger de pes i capaç de suportar una pressió de contacte més alta. A l'aplicació actual de l'arbre de lleves, el sistema de lubricació de la culata s'ha concentrat a l'arbre de lleves buit, els components d'accionament de la bomba de combustible que realitzen la injecció directa al cilindre s'implementen a l'arbre de lleves i la VVT (vàlvula de sincronització variable) s'implementa a l'arbre de lleves. . utilitzat al final. Al tren de vàlvules, els requisits de rendiment per a cada part de l'arbre de lleves són diferents. Per a la roda motriu de la lleva i de la bomba de combustible, cal que sigui resistent al desgast, l'adhesió i la picada; per al diari, requereix un bon rendiment de lliscament; per a l'eix, requereix un bon rendiment de rigidesa, flexió i torsió.
Amb el desenvolupament d'automòbils lleugers, els arbres de lleves es desenvolupen en la direcció de funcions lleugeres, altament concentrades i de baix cost, i els avantatges del muntatge d'arbres de lleves són gradualment reconeguts i acceptats per la gent.
L'eix i la lleva d'un arbre de lleves fabricat es fabriquen per separat i després es munten junts. La lleva està feta generalment d'acer al carboni o material de metal·lúrgia en pols, el diari està fet de peces de metal·lúrgia en pols o la canonada d'acer concentrada al mandril, i el mandril està fet de canonada d'acer sense costura de parets primes estirada en fred. Les lleves d'acer al carboni es poden sotmetre a un tractament d'apagat o cementació d'alta freqüència, i tenen una alta resistència a l'adhesió i a la corrosió.
Pel que fa al disseny, l'arbre de lleves muntat es pot dissenyar amb una amplada de lleves estreta i un interval reduït, i la disposició de les lleves és molt compacta. En comparació amb l'arbre de lleves tradicional, té els avantatges d'un pes lleuger, un baix cost de processament i una utilització raonable del material, i el pes es redueix fins a un 45 per cent en comparació amb l'arbre de lleves d'eix sòlid.
La tecnologia clau de l'arbre de lleves muntat és el mètode de connexió, i el procés de fabricació i l'equip estan determinats pels diferents mètodes de connexió. L'arbre de lleves muntat va començar a la dècada de 1980, i el primer desenvolupat va ser l'arbre de lleves de connexió soldada. A mitjans-1980s, es va posar en funcionament l'arbre de lleves de connexió sinteritzada i en el mateix període va aparèixer l'arbre de lleves produït pel mètode d'expansió. A finals de la dècada de 1990, va començar el desenvolupament d'arbres de lleves moletejats. Les tècniques de fabricació d'arbres de lleves fabricats s'actualitzen constantment a mesura que sorgeixen nous mètodes de connexió.
Els arbres de lleves connectats per soldadura són propensos a la deformació tèrmica durant la soldadura, la qual cosa redueix la precisió dimensional dels arbres de lleves, i els canvis tèrmics greus també són propensos a esquerdes a les peces soldades, cosa que dificulta la garantia de la qualitat. , La lleva s'ha de connectar a la canonada d'acer per difusió en fase líquida. Aquest procés s'ha de dur a terme en un forn de sinterització per sobre de 1000 graus C. A alta temperatura, l'eix és propens a doblegar-se, donant lloc a errors de precisió dimensional, i durant la sinterització, hi ha restriccions en el rendiment del material. , requereix un gran forn de sinterització i l'eficiència tèrmica no és alta; el mètode d'expansió fa que primer la lleva i la canonada d'acer cooperin, i després afegeix una expansió hidràulica o mecànica des de l'interior de la canonada. Per suportar la pressió interna del tub d'expansió, la paret de la lleva ha de tenir un cert gruix. La canonada és fàcil de dur a terme i s'han d'utilitzar tubs d'acer de parets primes i, a causa dels requisits especials de les operacions d'alta pressió, l'equip també és a gran escala; tot i que el mètode de connexió d'interferència de màniga calenta i freda s'utilitza àmpliament en la producció de peces mecàniques, pot ser que no sigui adequat per a la producció d'arbres de lleves. , perquè quan la lleva està connectada amb la màniga de calor de l'eix, la lleva s'escalfa, donant lloc a un suavització, i és difícil assegurar la resistència al desgast durant la fricció. Moltes lleves conduiran la calor a l'extrem de l'eix quan treballen, fent la connexió entre l'inici i el final del treball. Si la quantitat canvia, el grau del connector no es pot mantenir coherent; el mètode de moletejat té certs avantatges en fiabilitat, precisió, equipament, consum d'energia, etc.
El desenvolupament posterior de l'arbre de lleves combinat se centrarà en el desenvolupament de materials i l'optimització de les tècniques de processament. Actualment, el mercat està desenvolupant i aplicant amb força materials compostos, com ara materials ceràmics per a la fabricació d'arbres de lleves. MAHLE està treballant en el desenvolupament de funcions ampliades per a l'arbre de lleves combinat. Per exemple, la integració dels components del sensor i de l'accionament de la bomba de combustible també està guanyant força. La sincronització dels segments de lleves d'entrada o sortida dels arbres de lleves SOHC s'aconsegueix amb els arbres de lleves imbricats MAHLE CamInCam™.
Actualment, els arbres de lleves muntats es desenvolupen a un ritme ràpid i s'utilitzen principalment en motors d'alt rendiment. Amb la millora de la tecnologia de producció d'arbres de lleves muntats, sorgiran arbres de lleves muntats amb un millor rendiment, un cost més baix i tecnologies diversificades.
