Trục cam là một bộ phận cơ khí quan trọng trong hệ thống điều phối của động cơ đốt trong, có nhiệm vụ đóng mở các van nạp, xả và tối ưu hóa hiệu suất của động cơ. Bộ phận này thường được làm bằng hai vật liệu chính là gang trắng và thép phôi. Trong các động cơ đốt trong hiện nay, trục cam thường nằm phía trên xi lanh và vỏ trục cam.
Trục cam là gì?
Trục cam là bộ phận cơ khí phân phối khí trong động cơ đốt trong, có vai trò nhận năng lượng từ trục khuỷu thông qua các bánh răng, dây đai định thời hoặc xích định thời, tạo ra chuyển động quay để đóng mở van nạp và xả qua vấu cam. được thiết kế trên đó. Đây là bộ phận quan trọng dùng để vận hành van, giúp tăng khả năng tối ưu hóa công suất động cơ bằng cách mở van nạp ở hành trình nạp, mở xupáp xả trong hành trình xả và đóng cả hai van trong hành trình nạp.
Cấu tạo của trục cam
Cấu tạo chi tiết của trục cam gồm các bộ phận sau:
Ở động cơ đốt trong có piston, trục cam dùng để đóng mở các van. Bộ phận này bao gồm một thanh hình trụ chạy dọc theo bờ xi lanh với một số vấu (vấu) thon dài nhô ra từ nó gọi là thùy cam. Một vấu cam sẽ chịu trách nhiệm cho một van (một van). Khi quay, các vấu cam sẽ ép vào đầu van và ấn vào thân van chuyển động, mở van nạp/xả ở đầu xi lanh, hoặc thông qua cơ cấu trung gian nào đó để ấn vào van khi trục cam quay. . Ngoài ra, trên trục cam còn có một số trụ đỡ thân trục cam có lỗ nối với đường dầu bôi trơn.
Có một mối quan hệ rất quan trọng giữa chuyển động quay của trục cam và chuyển động quay của trục khuỷu. Bởi vì các van điều khiển dòng hỗn hợp không khí/nhiên liệu nạp và khí thải nên chúng phải được mở và đóng đúng lúc trong hành trình piston. Do đó, thông qua cơ cấu bánh răng, trục cam được nối trực tiếp với trục khuỷu hoặc gián tiếp thông qua một đai hoặc xích gọi là đai định thời (đai định thời) hoặc xích định thời (xích định thời).
- Trục: Hỗ trợ giữ tất cả các bộ phận khác trong trục cam, có thể chịu được tải trọng mỏi cao khi động cơ hoạt động.
- Vòng bi: Là bộ phận quan trọng giúp giữ trục ở đúng vị trí, hạn chế tổn thất do ma sát trong quá trình vận hành. Một đầu ổ trục được cấp dầu để thay dầu liên tục cho trục cam.
- Thùy hoặc vấu cam: Bộ phận này có nhiệm vụ đóng mở van nạp và xả.
- Chúng được gắn trên nắp trước để theo dõi chính xác các khoảng trống kích thước.
- Nhông xích hay đai định thời: Đây là bộ phận được gắn vào một đầu trục cam trong động cơ đốt trong. Bánh xích hoặc puly định thời của đai định thời kết hợp với đĩa xích định thời hoặc puly định thời trên trục khuỷu và xích định thời hoặc đai định thời (đai định thời) giúp duy trì định thời thích hợp giữa trục cam và trục khuỷu.
Vị trí trục cam
Vị trí trục cam của ô tô không cố định Tùy theo từng loại xe mà cảm biến vị trí bộ phận này là khác nhau. Cảm biến này có thể được gắn bên cạnh ga hoặc trên nắp ga. Trong động cơ xăng hiện đại, trục cam thường được lắp phía trên đầu xi lanh và vỏ hộp.
Tùy theo vị trí lắp đặt, trục cam có thể vận hành các van một cách trực tiếp hoặc thông qua sự kết nối giữa cần đẩy và cò mổ. Cơ cấu vận hành này giúp người sử dụng dễ dàng thao tác hơn và ít gây ra sự cố hơn nhưng với điều kiện trục cam phải được đặt phía trên các xi lanh.
Hiện nay ở các động cơ xăng hiện đại, hệ thống cam trên, trong đó trục cam nằm phía trên dãy xi lanh, khá phổ biến.
Nguyên lý hoạt động trục cam
Với mỗi kiểu bố trí trục cam sẽ tương ứng với một loại dẫn động khác nhau. Dưới đây là 3 loại truyền động trục cam phổ biến nhất:
Dẫn động trục cam thông qua hộp số
Nếu có khe hở giữa trục cam và trục khuỷu thì dùng bộ truyền bánh răng để dẫn động trục. Trong trường hợp này, chiều quay của trục cam ngược với chiều quay của trục khuỷu.
Phương pháp dẫn động trục cam bằng hộp số có nhiều ưu điểm như: kết cấu đơn giản, hiệu suất và độ bền rất cao, tuổi thọ cao. Tuy nhiên, cũng có nhiều hạn chế trong cách bố trí đường truyền và gây ra tiếng ồn lớn.
Dẫn động trục cam của ô tô bằng bộ truyền xích
Khi có khe hở đáng kể giữa trục cam và trục khuỷu, trục cam được dẫn động thông qua bộ truyền xích. Khi đó, bánh xích sẽ truyền lực từ trục khuỷu sang trục cam và cả hai cùng quay một chiều. Nếu sử dụng phương pháp này, bạn sẽ cần một bộ căng xích để ngăn dây xích bị lỏng. Bởi vì, khi xích bị lỏng thì năng lượng sẽ không được truyền từ trục khuỷu sang trục cam.
Ưu điểm của bộ truyền động trục cam này là nhỏ gọn, dễ dẫn động ở khoảng cách trục lớn. Nhược điểm của loại truyền động này là dễ bị rung và gây ra tiếng ồn lớn khi thay tải.
Dẫn động trục cam bằng đai định thời (truyền động đai)
Cơ cấu truyền động đai định thời thường được sử dụng trong trường hợp trục cam trên cao cần có lực căng để đảm bảo đai có độ căng khi sử dụng. Ưu điểm của truyền động trục cam có đai định thời là vận hành khá êm, không cần điều chỉnh lực căng, không cần bôi trơn. Ngoài ra, chi phí mua đai định thời cũng thấp hơn xích hoặc bánh răng nhưng độ bền và tuổi thọ của chúng lại ngắn hơn.
Trên đây là những thông tin chi tiết về trục cam ô tô là gì, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó. Nhờ trục cam mà hiệu suất của động cơ được tối ưu hóa và tiết kiệm nhiên liệu hơn. Trục cam của mỗi loại động cơ của mỗi hãng ô tô là khác nhau, tương ứng với một công nghệ sản xuất khác nhau, vì vậy bạn nên tìm hiểu kỹ vị trí lắp đặt bộ phận này trên ô tô nếu muốn sửa chữa, thay thế.
