캠축 및 캠축 위치 센서란?

캠샤프트란?

캠축은 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하는 '캠 로브'를 포함하는 일반적으로 금속으로 만들어진 단순한 막대 또는 샤프트인 회전 구성 요소입니다. 샤프트가 회전할 때 캠은 밸브에 작용하거나 적절한 모양으로 전환하도록 하고 회전 속도는 작용 속도를 제어합니다.

캠축은 흡기 및 배기 밸브를 작동하는 내연 기관과 기계적으로 제어되는 점화 시스템 및 초기 전기 모터에서 속도 컨트롤러로 사용됩니다.

자동차의 캠축은 강철 또는 주철로 만들어지며 엔진 출력 대역의 RPM 범위를 결정하는 핵심 요소입니다.

최신 내연 기관에서 밸브는 일반적으로 밸브를 제어하는 ​​실린더 뱅크 바로 위에 위치하지만 반드시 그런 것은 아닙니다. 그들의 보정은 챔버에 들어가는 공기-연료 혼합물의 양과 이전 점화에서 사용된 배기 가스가 다음 충전을 위한 공간을 만들기 위해 챔버를 얼마나 효율적으로 나갈 수 있는지를 정밀하게 제어합니다.

이는 엔진 작동에 중요할 뿐만 아니라 밸브의 개폐가 피스톤 움직임과 주의 깊게 완벽하게 동기화되어야 하기 때문에 성능에도 큰 영향을 미칩니다.

이 타이밍을 보장하기 위해 캠축은 실린더의 피스톤을 직접 움직이는 타이밍 벨트 또는 체인을 통해 크랭크축의 회전에 연결됩니다. 또한 캠 자체의 모양은 밸브가 열리고 닫히는 속도를 제어하도록 세심하게 설계되었습니다. 이것은 가변 밸브 타이밍으로 더 잘 알려져 있습니다.

 

캠축은 1206년 아랍 엔지니어 Al-Jazari가 설명했습니다. 그는 그것을 자동 기계의 일부로, 물을 높이는 기계와 성 시계와 같은 물시계로 사용했습니다.

단일 오버 헤드 캠 엔진을 사용하는 최초의 자동차에는 Alexander Craig가 설계하고 1902년에 소개된 Maudslay와 1903년 Michigan의 Walter Lorenzo Marr가 설계한 Marr Auto Car가 있습니다.

 

캠축은 어떻게 작동합니까?

캠축은 회전 운동을 선형 운동으로 변환하기 위해 기계에 대해 회전하고 미끄러지는 막대입니다. 이러한 움직임의 변화는 기계가 캠축을 밀면서 캠축이 회전축에서 점점 더 가까이 이동함으로써 이루어집니다.

내연열 엔진의 캠축은 연료 입력과 배기 가스 배출을 모두 제어하는 장치입니다. 이것은 각각 흡기 또는 배기 밸브를 대체하는 여러 개의 방사형 캠으로 구성됩니다. 이 캠축은 벨트, 체인 또는 기어를 통해 크랭크축에 연결됩니다. 이것은 피스톤의 움직임과 관련하여 밸브의 일관된 타이밍을 보장합니다.

캠축은 톱니 기어에 의해 구동되며 크랭크축에서 타이밍 벨트 또는 체인을 통해 구동력을 받습니다. 4행정 엔진 사이클은 완전한 사이클을 위해 크랭크샤프트의 2회전을 필요로 하므로 캠샤프트는 크랭크샤프트 속도의 절반으로 구동됩니다.

 

이제 캠샤프트의 중요성을 알지만 올바르게 작동하는지 아닌지 어떻게 알 수 있습니까? 이를 위해 많은 최신 엔진에는 캠축 위치 센서가 함께 제공됩니다.

 

캠축 위치 센서란?

캠축 위치 센서는 캠축의 위치를 모니터링하고 특정 실린더에서 각 밸브가 열리는 시점에 대한 정보를 엔진 제어 장치에 보냅니다. 크랭크샤프트 위치 센서와 긴밀하게 협력하여 엔진 제어 장치에 대한 완전한 그림을 그립니다.

엔진 제어 장치는 이 데이터가 연소실에 들어가는 양과 연료를 점화하기 위한 점화 시기(스파크 타이밍)를 제어하기 위해 필요하며, 공기-연료 혼합물이 동시에 점화되면 엔진 성능이 향상되고 연료 소비가 감소하며 배기관 배출이 감소합니다.

최신 자동 시작/자동 정지 엔진에서 캠축 위치 센서는 크랭크축 위치를 기준으로 어느 실린더가 파워 스트로크에 있는지 확인하고 가속 페달을 밟을 때 엔진을 시동하기 위해 연료와 스파크를 제공합니다.

결함이 있는 캠샤프트 위치 센서는 고장나기 전에 경고를 표시할 수 있습니다.

 

불량 캠축 위치 센서의 증상

1. 엔진 라이트 점등 확인
캠축 위치 센서에 결함이 있거나 문제가 있는 경우 가장 먼저 알아차려야 할 것은 대시보드의 "엔진 점검" 표시등이 켜진다는 것입니다. 분명히 "엔진 점검" 표시등은 다양한 문제를 나타낼 수 있으며 반드시 결함이 있는 캠축 센서는 아닙니다.
이 경우 차량 하드웨어 및 소프트웨어를 효율적으로 모니터링하려면 OBD II(온보드 진단 II) 시스템을 사용해야 합니다. 부품이 완전히 고장나기 전에 감지할 수 없는 성능 변화를 일으키는 부품 성능 저하를 감지할 수 있습니다.
엔진 점검 표시등을 무시하면 값비싼 엔진 또는 변속기 수리로 이어질 수 있습니다.

2. 점화 문제
캠축 위치 센서에 문제가 발생하여 약해지면 차량의 컴퓨터로 보내는 신호도 약해집니다. 이것은 신호가 결국 너무 약해서 점화에서 스파크가 없기 때문에 차가 시동되지 않을 것임을 의미합니다.

3. 자동차 경련 또는 급증
차량을 운전하고 있는데 캠축 위치 센서가 고장나기 시작하면 엔진의 전원이 꺼지고 차가 갑자기 움직이거나 갑자기 앞으로 쏠리게 됩니다.
이는 PCM이 캠축 위치 센서에서 잘못된 정보를 얻고 있기 때문에 실린더에 부적절한 양의 연료가 주입되기 때문입니다.

4. 운전성 저하
고장난 캠축 위치 센서는 데이터를 빠르게 전송하는 기능을 잃기 시작합니다. 연료 공급 및 점화 타이밍이 일치하지 않으면 몇 밀리초 정도 떨어져 있어도 차량이 스퍼터링하거나 가속이 제대로 되지 않거나 전력이 부족하거나 실속되거나 심지어 꺼지게 됩니다.

5. 변속기 변속 문제
캠축 위치 센서가 불량한 특정 자동차는 단일 기어에 고정된 변속기가 잠기게 됩니다. 그 기어에서 벗어날 수 있는 유일한 방법은 엔진을 끄고 잠시 기다렸다가 다시 시작하는 것입니다.
이것은 일시적인 해결 방법일 뿐이며 문제가 다시 나타나므로 영구적인 수정으로 센서 교체가 필요합니다.
이와 함께 캠축 위치 센서의 결함으로 인해 변속기 변속 솔레노이드가 작동하지 않고 기어가 변속되지 않을 수 있습니다. "림프 홈 모드"라고 하는 일부 모델은 엔진 속도를 제한하여 엔진이 손상되지 않도록 보호합니다.

6. 나쁜 연비
부정확한 캠축 위치 센서 데이터는 연료 인젝터를 너무 오래 열어 두어 과도한 연료를 연소실로 몰아넣을 수 있습니다. 이것은 또한 연소실에 너무 많은 액체 가솔린(압축되지 않음)이 축적되면 엔진 노킹 및 심각한 손상을 일으킬 수 있습니다.

7. 엔진 멈춤
시동을 걸지 않는 것보다 더 나쁜 시나리오는 연료 인젝터가 엔진 실린더에 연료를 분사하도록 지시되지 않았기 때문에 운전하는 동안 엔진이 실제로 꺼지거나 멈추는 것입니다.

 

캠축 위치 센서를 직접 교체할 수 있습니까?

캠축 위치 센서를 교체하는 방법

▷ 음극 배터리 케이블을 분리합니다.
▷ 센서를 찾습니다. 일반적으로 엔진의 상단, 전면 또는 후면에 있습니다. 2-3선식 커넥터가 연결되어 있을 가능성이 높습니다.
▷ 센서의 탭을 풀어 센서에서 와이어를 분리합니다.
▷ 센서를 엔진에 고정하는 마운팅 볼트를 제거합니다. 일반적으로 8mm 또는 10mm 볼트입니다.
▷ 약간 비틀어서 센서를 잡아당깁니다.
▷ 새 센서의 O-링에 약간의 엔진 오일을 바릅니다.
▷ 새 캠축 위치 센서를 설치하고 장착 볼트로 고정합니다.
▷ 와이어 커넥터를 센서에 다시 연결합니다.
▷ 음극 배터리 단자를 다시 연결하십시오.