Motorla Alakalı Kavramlar 1: Kam, Kam mili, Valf, Bloktan Egzantrik, İtici, Külbütör, Üstten Egzantrik, Tek ve Çift (DOHC ve SOHC) Egzantrik

Bundan önceki yazılarda içten yanmalı araba motorlarını silindir konfigürasyonlarını, kullandıkları yakıtı vs. baz alarak genel bir şekilde sınıflandırdık. Bu ve sonraki birkaç yazıda biraz daha detaya inerek hem motorlarda kullanılan bazı parçaları tanıyacağız hem de bu elemanların pozisyonlarına, sayılarına vs. bağlı olarak bu farklılıkların bir motoru diğerinden nasıl ayırdığı üzerinde duracağız.

İlk olarak kam ve kam milini inceleyeceğiz. Kam (ing: cam) dairesel hareketi alternatif hareteke ( yukarı-aşağı veya sağa-sola) çeviren bir parçadır. Şekil olarak bir adet köşeye veya çıkıntıya sahip bir daireye benzer. Bu özelliği sayesinde dairesel hareketi alternatif harekete çevirir. Birden fazla kam belirli bir açıyla bir mile (ing: shaft, çubuk şeklindeki metal) monte edildiğinde, bu mile Kam mili (ing: camshaft) denir. Kamlar döndüğü zaman şekillerindeki çıkıntıdan dolayı egzantrik (ing: eccentric, eksenden kaçık) hareket yaparlar. Bu nedenden dolayı kam miline egzantrik mili de denir.

kamlar ve kam mili
 

Kam milinin görevi içten yanmalı motor ve çalışma prensibi başlıklı konuda belirtilen emme ve egzos valflerini belirli zamanlarda açmak ve kapatmaktır. Bu sayede silindire gaz girişi ve silindirden gaz çıkışı olacağı zaman ilgili valfler açılır, sıkıştırma ve yanma zamanlarında ise valfler kapalı tutularak silindir içindeki optimum basınç ve hacim değerleri sağlanmış olur. Kam milinin dönmesi, krank miline bağlıdır. Diğer bir deyişle kam mili hareketini krank milinden bir kayış, zincir veya dişli yardımıyla alır. Krank hızlı dönerse kam mili de hızlı, krank yavaş dönerse kam mili de yavaş dönecektir.

Valf (sübap, ing: valve) ise açılıp kapanarak belirli bir açıklıktan akan bir akışkanı kontrol etmek amacıyla kullanılır. Kapandığı zaman akış kesilir, açıldığında akış yeniden başlar. Valflerle birlikte bir yay kullanıldığı zaman kullanış şekline göre valfin kendi kendine açılması veya kapanması sağlanır. Araba lastiklerindeki ve toplardaki sibop, çakmaklardaki gaz doldurma deliği vs. günlük hayatta herkesin karşılaştığı valf çeşitleridir. Bu valflerin üzerlerine baskı uygulandığında valfler açılır ve gaz akışı sağlanır. Baskı sonlandırıldığında içerideki yaylar valfi otomatik olarak kapatır ve akış kesilir.

valfler

Özetle kam mili, yukarıda fotoğrafı olan valfleri ittirerek açar veya kapatır. Bu sayede silindire giren gaz kütlesi kontrol edilmiş olur. Kam milinin motorun üst kısmında, yani silindirlerin üzerinde konumlandırıldığı motor çeşidine üstten egzantrikli motor (ing: overhead cam engine) denir. Bu motor tipi dünya genelinde OHC kısaltmasıyla tanınır (OverHead Cam). Emme ve egzos valflerini tek kam mili kontol eden motorlara SOHC (Single OverHead Cam), emme valflerini ayrı egzos valflerini ayrı kam milinin kontrol ettiği motorlara DOHC (Dual ya da Double OverHead Cam) motor denir. Yani arabaların üzerinde gördüğümüz DOHC ve SOHC kısaltmaları bu anlamlara gelir.

Her ne kadar üstten egzantrik motor dünyasında çok popüler bir kullanım olsa da, bazı motorlarda egzantrik farklı konumlarda olabilir, bazılarında ise (özellikle V motorlarda) motor bloğunun içindedir. Kam milinin motor bloğunun içinde olduğu motorlarda bloktan egzantrikli (ing: cam in block) denir. Bloktan egzantrikli motorların bazınlarda kam mili ve valflerin işleyiş şekli OHC motorlar gibiyken, bazılarında kamlar itici (ing: pushrod) adlı bir parçayı hareket ettirir ve iticinin bu hareketi külbütör (ing: rocker arm) adlı, çocuk parklarındaki tahterevalli benzeri bir parçanın hareket etmesine sebep olur. İticiler külbütörlere bir ucundan temas ettiği için külbütörün bir ucu yukarıdayken bir ucu aşağıda veya tam tersidir.

kırmızı: kam, sarı: itici(pushrod), mavi: külbütör(rocker arm), yeşil: valf. 

Aşağıdaki animasyonlarda 4 zamanlı sıralı 4 silindirli motorlara ait farklı kam mili mekanizmalarını inceleyeceğiz:

Görüldüğü üzere hareketini krank miline bağlı bir kayıştan üstte konumlandırılmış tek kam mili, hem egzos hem emme valflerini açıp kapatmaktadır. (SOHC)

Yine aynı tip bir motorda bu sefer üstteki iki kam milinden biri emme, biri egzos valflerini açıp kapatmaktadır. (DOHC)

Yandan egzantrikli bu motor tipinde ise iticiler (pushrod) ve külbütör (rocker arm) kullanılmaktadır. Her ne kadar kam mili hareketini bir kayış yardımıyla sağlasa da, bu gibi krank ve kam milinin birbirine yakın olduğu motorlarda kayış yerine dişliler de kullanılabilir.