Trục cam là bộ phận quan trọng có vai trò tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của động cơ. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về phần này.
Vậy trục cam là gì? Cấu tạo, truyền động và nguyên lý làm việc như thế nào? Cùng AutoDetailing.vn tìm hiểu chi tiết.
Trục cam là gì?
Trục cam là bộ phận cơ khí phân phối khí trong động cơ đốt trong, có chức năng truyền năng lượng từ phần tử này sang phần tử khác. Nó cũng là một bộ phận quan trọng vận hành xupap, giúp tối ưu hóa hiệu suất của động cơ.
Trục cam hoạt động với tốc độ bằng một nửa tốc độ trục khuỷu với sự trợ giúp của trục khuỷu.
Cấu tạo trục cam gồm ba phần: vấu cam nạp, cam xả và cổ trục.
Trong đó, việc bố trí các vấu cam thường phù hợp với trình tự làm việc của các xilanh. Chiều cao của vấu cam xác định độ mở của xupap, và biên dạng cam thường đối xứng.
Ngoài ra, bộ phận này có cấu hình khác nhau tùy theo giá trị đóng mở của phần lưu thông dòng khí và thời gian của xupap.
Trục cam có ba công năng chính:
- Mở van xả trong quá trình xả
- Thúc đẩy van đầu trong quá trình hút
- Đóng cả hai van trong quãng thời gian có lại
Chất liệu chế tạo trục cam:
Bộ phận này thường được làm bằng hai vật liệu chính:
- Thép phôi thanh: Vật liệu này thường được ưu tiên khi yêu cầu trục cam chất lượng cao hoặc để sản xuất đơn chiếc. Quá trình sản xuất thép phôi thanh sẽ tốn nhiều thời gian và chi phí hơn. Nhưng bù lại các sản phẩm được sản xuất ra đều có chất lượng tuyệt vời.
- Đúc gang trắng: Loại này thường dùng để sản xuất hàng loạt. Quá trình tôi luyện tạo ra độ cứng tốt nên trục cam được làm bằng gang trắng có khả năng chống mài mòn cao. Các yếu tố khác được thêm vào gang để phù hợp với các ứng dụng khác nhau.
Cấu tạo của trục cam
Cấu tạo chi tiết của trục cam bao gồm các bộ phận sau:
- Trục truyền động: Hay còn gọi là trục lái, là bộ phận cung cấp chuyển động cho toàn bộ cụm máy. Trục truyền động có thể hoạt động độc lập, nhưng hầu hết sẽ được kết nối với trục khuỷu bằng dây đai.
- Trục: Đây là bộ phận hỗ trợ tất cả các bộ phận khác và có khả năng chịu tải mỏi cao khi động cơ hoạt động.
- Vòng bi: Yếu tố quan trọng trong việc giữ trục ở vị trí chính xác, giảm tổn thất do ma sát trong quá trình hoạt động. Một đầu vòng bi sẽ được cấp dầu để thay dầu trục cam liên tục.
- Cam: Đây là bộ phận chính của cụm, luôn được van đóng mở đúng lúc.
- Thùy: Bộ phận này có tác dụng đóng mở các van nạp và xả khí. Tốc độ thùy sẽ phụ thuộc vào tốc độ động cơ hiện tại.
- Tấm đẩy: Tấm đẩy nằm ở phía bên phải và được lắp giữa cam và bánh răng thời gian. Tấm trên cùng được gắn trên nắp trước để theo dõi chính xác các khe hở chiều.
- Xích chuỗi: Nhông xích này được gắn vào một đầu trục cam của động cơ đốt trong. Xích chuỗi hoạt động với đai định thời và đĩa xích trục khuỷu để duy trì thời gian giữa trục cam và trục khuỷu.
Vị trí của trục cam
Cảm biến vị trí của bộ phận này thay đổi tùy theo từng loại xe. Cảm biến có thể được đặt trên nắp hoặc ở bên cạnh. Trong các động cơ xăng hiện đại, các vị trí phổ biến là trên đỉnh của xi lanh và trong nắp hộp trục cam.
Tùy thuộc vào vị trí của trục cam có thể vận hành van trực tiếp hoặc thông qua liên kết giữa thanh lắc và cần đẩy. Cơ chế vận hành này giúp người sử dụng vận hành dễ dàng hơn và ít hỏng hóc hơn, nhưng chỉ khi trục cam nằm trên cùng của các xi lanh.
Nguyên lý hoạt động của trục cam
- Dẫn động trục cam bằng bộ truyền động bánh răng
Nếu có một khoảng cách giữa trục cam và trục khuỷu, một bộ truyền động bánh răng được sử dụng để dẫn động trục. Trong trường hợp này, chiều quay của trục cam có xu hướng ngược với chiều quay của trục khuỷu.
Phương pháp này có nhiều ưu điểm: cấu tạo đơn giản, hiệu quả rất cao, độ bền và tuổi thọ lâu dài, nhưng có nhiều hạn chế về cách bố trí truyền động và rất ồn.
- Dẫn động trục cam trên ô tô truyền động xích
Khi khoảng cách giữa trục cam và trục khuỷu lớn, trục cam được truyền động trên ô tô thông qua bộ truyền động xích. Sau đó đĩa xích sẽ truyền lực từ trục khuỷu sang trục cam. Cả trục cam và trục khuỷu đều quay cùng chiều. Nếu sử dụng phương pháp này, bạn cần một bộ căng xích để tránh bị lỏng, vì khi xích bị lỏng, năng lượng không được truyền từ trục khuỷu sang trục cam.
Ưu điểm của loại truyền động trục cam này là nhỏ gọn, dễ dẫn động trên những khoảng cách trục lớn. Nhược điểm của loại truyền động này là dễ bị rung và phát ra nhiều tiếng ồn khi thay đổi tải trọng.
- Trục cam truyền động bằng dây curoa
Cách thức truyền động của trục cam bằng dây đai rất giống với cách truyền động xích. Tuy nhiên, sẽ sử dụng dây curoa thay cho dây xích.
Cơ cấu truyền động này phổ biến hơn với trục cam trên cao, trong đó cần có bộ căng để đảm bảo dây có độ căng khi sử dụng.
Ưu điểm của hệ truyền động này là khá êm, không cần bôi trơn và không cần điều chỉnh lực căng. Ngoài ra, chi phí mua một dây curoa thấp hơn nhiều so với chi phí của một bánh răng hoặc dây xích. Tuy nhiên, độ bền và tuổi thọ ngắn hơn.
Trục cam có cấu tạo linh hoạt và có thể làm việc với cường độ cao trong môi trường khắc nghiệt đảm bảo đóng mở xupap chính xác. Nhờ đó, khả năng vận hành của xe được cải thiện, mang đến khả năng tiết kiệm nhiên liệu và trải nghiệm tốt nhất cho người dùng.
Auto Detailing hy vọng những chia sẻ về trục cam trong bài viết trên sẽ giúp bạn hiểu hơn về bộ phận này cũng như kiến thức bổ ích cho bản thân.
AutoDetailing.vn – Blog chia sẻ, đánh giá phụ kiện ô tô cũng như chia sẻ các thông tin hữu ích về thị trường ô tô, cách tự chăm sóc chiếc xe ô tô giúp người dùng trải nghiệm nhiều hơn trên chiếc xe của mình.
Tìm kiếm AutoDetailing.vn qua:
- Facebook: https://fb/autodetailing.vn
- Youtube:https://bit.ly/3Hc93rk
