캠축

캠축 (Camshaft)

캠축은 내연기관, 특히 4행정 엔진에서 흡기 및 배기 밸브의 개폐 시기를 제어하는 핵심 부품이다. 크랭크축의 회전 운동을 받아 캠의 회전을 통해 밸브를 밀어 올려 열고, 스프링의 힘으로 닫히게 하는 역할을 한다.

작동 원리:

캠축은 원통형 축에 여러 개의 캠(lobe)이 특정 각도로 배열된 형태로 구성된다. 이 캠은 계란형 또는 물방울 모양을 하고 있으며, 회전하면서 밸브 리프터(또는 태핏)를 밀어 올린다. 밸브 리프터는 푸시 로드(push rod) 또는 직접 밸브를 작동시켜 밸브를 열게 된다. 캠의 형상과 배열은 엔진의 성능, 연비, 배기가스 특성에 큰 영향을 미친다.

재질 및 제조:

캠축은 높은 회전 속도와 반복적인 하중을 견뎌야 하므로 강도와 내마모성이 뛰어난 재료로 제작된다. 일반적으로 합금강, 주철, 또는 단조강이 사용된다. 제조 공정은 주조, 단조, 정밀 연삭 등을 거쳐 높은 정밀도를 유지한다.

종류:

• 오버헤드 캠축 (OHC, Overhead Camshaft): 실린더 헤드 위에 캠축이 위치하는 방식으로, 밸브를 직접 또는 짧은 링크를 통해 작동시켜 밸브 타이밍의 정확도를 높일 수 있다.
• 단일 오버헤드 캠축 (SOHC, Single Overhead Camshaft): 하나의 캠축으로 흡기 및 배기 밸브를 모두 제어한다.
• 이중 오버헤드 캠축 (DOHC, Double Overhead Camshaft): 흡기 밸브와 배기 밸브를 각각 제어하는 두 개의 캠축을 사용한다. 밸브 타이밍의 자유도가 높아 엔진 성능 향상에 유리하다.

기타:

캠축은 엔진의 핵심 부품 중 하나이므로, 손상 시 엔진 성능 저하, 소음 발생, 심한 경우 엔진 작동 불능으로 이어질 수 있다. 정기적인 점검과 관리가 필요하다. 최근에는 가변 밸브 타이밍 (VVT, Variable Valve Timing) 기술이 적용된 캠축이 개발되어 엔진 효율을 더욱 향상시키고 있다.