Poros bubungan

Poros bubungan atau nok as (bahasa Inggris: camshaft) adalah sebuah alat yang digunakan dalam mesin torak untuk menjalankan katup poppet. Ia terdiri dari batangan silinder. Bubung (cam) membuka katup dengan menekannya, atau dengan mekanisme bantuan lainnya, ketika mereka berputar.

Bubungan atas ganda mengendalikan bukaan dan tutupan katup tabung

Animasi komputer ini menunjukkan cara kerja poros bubung.

Hubungan antara perputaran poros bubung dengan perputaran poros engkol sangat penting. Karena katup mengendalikan aliran masukan bahan bakar dan pengeluaran, mereka harus dibuka dan ditutup pada saat yang tepat selama stroke piston. Untuk alasan ini, poros bubungan dihubungkan dengan crankshaft secara langsung, atau melalui mekanisme "gear", atau secara tidak langsung melalui rantai yang disebut rantai waktu. Dalam beberapa rancangan camshaft juga menggerakkan distributor, minyak, dan pompa bahan bakar. Juga dalam sistem injeksi bahan bakar dahulu, bubungan di poros bubung akan mengoperasikan penginjeksi bahan bakar tersebut.

A steel billet racing camshaft with noticeably broad lobes (very long duration)

Dalam sebuah mesin dua-langkah yang menggunakan sebuah poros bubung, setiap katup membuka sekali untuk setiap putaran poros engkol; dalam mesin ini, poros bubung berputar pada kecepatan yang sama dengan poros engkol. Dalam mesin empat_stroke, katup-katup akan membuka setengah lebih sedikit; oleh karena itu dua putaran penuh poros engkol terjadi di setiap putaran poros bubung.

Tergantung dari lokasi poros bubungan tersebut, bubung menggerakkan katup secara langsung ataupun melalui hubungan antara pushrods dan pelatuk katup. Cara kerja yang langsung menghasilkan mekanisme sederhana dan kesalahan yang sedikit, tetapi poros engkol harus diposisikan di atas silinder. Dahulu, ketika mesin tidak secanggih sekarang, kelihatannya mekanisme tersebut sangat mengganggu, akan tetapi pada era mesin modern, sistem cam overhead, di mana poros engkol di atas cylinder head, itu sangat umum. Beberapa mesin menggunakan satu poros bubungan untuk setiap katup masukan dan katup keluaran; sama dengan yang dikenal sebagai double atau dual overhead cam (DOHC) atau bubungan ganda yang ditempatkan di atas silinder, lalu V Engines yang membutuhkan empat poros bubungan.

Gear Valve Timing pada sebuah mesin Ford Taunus V4 — gear yang kecil ada di crankshaft, gear yang lebih besar ada pada camshaft. Perbandingan gear menyebabkan camshaft bekerja setengah RPM dari crankshaft.

Pelatuk katup mempunyai mekanisme yang secara manual mengatur dan menetapkan pergerakan katup. Mesin-mesin modern mempunyai pengangkat hidraulik, mengurangi pengaturan pergerakan katup.

Gesekan luncur antara bagian muka cam dengan follower tergantung kepada besarnya gesekan. Untuk mengurangi aus ini, cam dan follower mempunyai permukaan yang keras, dan minyak pelumas modern mengandung bahan yang secara khusus mengurangi gesekan luncur. Lobe (daun telinga) dari camshaft biasanya meruncing, mengakibatkan follower atau pengangkat katup berputar sedikit dalam setiap tekanan, dan membuat aus komponen. Bagian muka dari cam dan follower dirancang untuk aus bersamaan, jadi ketika salah satu telah aus maka keduanya harus diganti untuk mencegah aus yang berlebihan.

Selain gesekan mekanik, dorongan besar juga diperlukan untuk mengatasi pegas katup yang selalu mendekati katup mesin. Hal ini akan mengakibatkan 25% dari keluaran total mesin menjadi kosong, mengurangi efisiensi keseluruhan. Ada dua pendekatan yang telah dicoba untuk mengatasi energi yang terbuang tersebut, akan tetapi nyatanya sulit untuk diterapkan:

• Katup tanpa pegas, seperti sistem desmodromic yang dipakai sekarang oleh Ducati.
• Jajaran katup tanpa cam atau Camless menggunakan solenoid atau sistem magnet yang telah lama diteliti oleh BMW, dan sekarang sedang dimodelkan oleh Valeo dan Ricardo.

Lihat pula

• Sleeve valve
• Cylinder head porting