Trục Cam Ô Tô Là Gì? Trục Cam Hút, Trục Cam Xả
Trục Cam Ô Tô Là Gì?
Trục cam là một thành phần chính trong hệ thống cơ học của động cơ ô tô, đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân phối khí và hiệu suất hoạt động của động cơ đốt trong. Tùy vào loại động cơ mà có loại chỉ có 1 trục cam và có loại có 2 trục cam.
Tuy nhiên hiện nay đa số các động cơ sử dụng 2 trục cam bao gồm trục cam hút và trục cam xả. Dưới đây là một cái nhìn tổng quan về trục cam và chức năng của nó:
Chức Năng Cơ Bản Trục Cam Ô Tô
Trục cam chịu trách nhiệm cho việc mở và đóng xupap nạp và xả trong động cơ. Nó chuyển động quay được truyền từ trục khuỷu thông qua các phương tiện như bánh răng, dây đai cam, hoặc xích cam. Trên trục cam có các răng hoặc đỉnh nhấn được thiết kế đặc biệt, tùy thuộc vào yêu cầu của động cơ cụ thể.
Thông thường xe ô tô có 2 trục cam đó là trục cam hút và trục cam xả. Công dụng của từng trục cam như sau:
- Trục cam hút có tác dụng đóng mở các xu pap hút trên động cơ xe ô tô
- Trục cam xả có tác dụng đóng mở các xu pap xả trên động cơ xe ô tô
Đối với ô tô có động cơ sử dụng 1 trục cam thì trục cam đó đóng vai trò đóng mở cả xu pap hút và xu pap xả
Công Dụng Chi Tiết Trục Cam Ô Tô
Mở Xupap Nạp:
Trong kỳ hút, trục cam mở xupap nạp để cho phép hỗn hợp nhiên liệu và khí không khí vào buồng đốt.
Mở Xupap Xả:
Trong kỳ xả, trục cam mở xupap xả để đẩy khí thải ra khỏi buồng đốt và chu kỳ đốt cháy kết thúc.
Đóng Cả Hai Xupap:
Trong giai đoạn còn lại của chu kỳ, trục cam đóng cả hai xupap để chuẩn bị cho chu kỳ mới.
Ưu Điểm và Tác Động:
- Tối Ưu Hóa Hiệu Suất: Trục cam giúp tối ưu hóa hiệu suất của động cơ thông qua việc điều chỉ mở đóng xupap theo đúng chu kỳ và điều kiện làm việc.
- Kiểm Soát Chu Kỳ Đốt Cháy: Quản lý chu kỳ đốt cháy là quan trọng để đảm bảo động cơ hoạt động hiệu quả và tiết kiệm nhiên liệu.
- Điều Chỉnh Cấp Xupap: Trục cam cũng có thể được thiết kế để điều chỉnh cấp xupap, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của động cơ và mục đích sử dụng.
Vị Trí của Trục Cam trong Động Cơ Ô Tô
Vị trí của trục cam trong động cơ ô tô không cố định và phụ thuộc vào thiết kế cụ thể của từng mẫu xe. Dưới đây là một số thông tin liên quan đến vị trí và cách lắp đặt trục cam:
Vị Trí Cảm Biến Trục Cam
Cảm biến vị trí của trục cam được lắp đặt tùy thuộc vào mô hình và nhà sản xuất xe. Thông thường, cảm biến này có thể nằm gần dàn cò hoặc trên nắp dàn cò.
Vị Trí Lắp Đặt Trục Cam
Trục cam có thể được lắp đặt ở đỉnh xi lanh và nắp hộp chứa trong động cơ. Điều này giúp định vị trục cam một cách chính xác và có ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của van.
Tùy thuộc vào vị trí lắp đặt, trục cam có thể vận hành trực tiếp các van hoặc thông qua cơ chế liên kết giữa cần đẩy và thanh lắc. Mặc dù cơ chế liên kết này có thể làm cho việc thao tác dễ dàng và ít gặp sự cố, nhưng với điều kiện trục cam phải nằm ở đầu của các xi lanh.
Hệ Thống Cam Trên Đỉnh
Trong động cơ xăng hiện đại, hệ thống cam trên đỉnh là một lựa chọn phổ biến, trong đó trục cam nằm ở đỉnh dãy xi lanh. Điều này giúp tối ưu hóa vị trí và cách thức vận hành của trục cam.
Vị trí của trục cam ảnh hưởng đến hiệu suất và cách thức làm việc của động cơ.
Vật Liệu Chế Tạo Trục Cam Động Cơ Xe Ô Tô
Trục cam, một phần quan trọng của động cơ ô tô, thường được chế tạo từ hai loại vật liệu chính:
Vật Liệu Chế Tạo Trục Cam Bằng Gang Trắng (Cast Iron):
Ưu Điểm:
- Độ Cứng Cao: Quá trình đúc ngang trắng cho ra sản phẩm có độ cứng cao, giúp trục cam chịu được các tác động và áp lực trong quá trình hoạt động.
- Chống Mài Mòn: Gang trắng có khả năng chống mài mòn tốt, làm tăng độ bền và tuổi thọ của trục cam.
- Sử Dụng Phổ Biến: Thường được sử dụng trong quy mô lớn sản xuất do quá trình đúc đơn giản và chi phí thấp hơn.
Vật Liệu Chế Tạo Trục Cam Bằng Thép Phôi Thanh (Steel Billet)
Ưu Điểm:
- Chất Lượng Cao: Quá trình chế tạo từ thép phôi thanh thường mất nhiều thời gian và chi phí hơn, nhưng đem lại sản phẩm có chất lượng cao và độ chính xác tốt.
- Chịu Được Áp Lực Cao: Thép có đặc tính chịu được áp lực và tác động cao.
- Sản Xuất Đơn Chiếc: Thường được ưu tiên sử dụng khi cần sản xuất trục cam độc đáo hoặc số lượng ít.
Cấu Tạo Cơ Bản của Trục Cam
Cấu tạo Trục cam bao gồm các thành phần quan trọng sau:
- Trục Lái (Trục Truyền Động): Cung cấp chuyển động cho cụm trục cam.
- Trục: Hỗ trợ giữ tất cả các thành phần khác, có khả năng chịu tải mỏi cao.
- Vòng Bi: Giữ trục ở vị trí chính xác và giảm tổn thất ma sát trong quá trình hoạt động.
- Cam: Được thiết kế với các thùy (vấu) hình thuôn nhô ra để điều khiển mở và đóng của xupap.
- Thùy: Đóng mở các van nạp và thải khí dựa vào hình dạng và vị trí của cam.
- Tấm Đẩy: Liên kết với cam và bánh răng thời gian để đảm bảo chính xác trong việc điều khiển van.
- Xích Chuỗi (hoặc Dây Đai Cam): Dẫn động trục cam, thường được sử dụng để đồng bộ hóa với trục khuỷu.
Nguyên Lý Hoạt Động của Trục Cam
Trục cam chịu trách nhiệm điều khiển thời điểm mở và đóng của xupap, quyết định lượng khí và nhiên liệu vào và ra khỏi xi lanh. Nguyên lý hoạt động chính như sau:
- Khi Cam Quay: Các thùy (vấu) trên cam chạm vào thùy đẩy, tạo ra lực đẩy và đưa xupap lên hoặc xuống.
- Mở Xupap: Cam nâng thùy đẩy, làm mở xupap để cho phép khí và nhiên liệu vào xi lanh.
- Đóng Xupap: Cam di chuyển khỏi thùy đẩy, làm xupap đóng để ngăn chặn lưu thông của khí và nhiên liệu.
Dấu Hiệu và Nguyên Nhân Hư Hỏng Trục Cam
Dấu Hiệu Hư Hỏng:
- Tiếng Kêu: Âm thanh lạc quan và tiếng kêu khi động cơ hoạt động.
- Giảm Công Suất: Mất công suất hoặc hiệu suất động cơ giảm.
- Tiêu Thụ Nhiên Liệu Tăng: Hiệu suất nhiên liệu kém hơn.
Nguyên Nhân Hư Hỏng:
- Mài Mòn: Do sự ma sát và áp lực trong quá trình hoạt động.
- Thiếu Bôi Trơn: Dầu bôi trơn không đủ hoặc không đúng loại.
- Lắp Đặt Không Đúng: Sự cài đặt không đúng góp phần vào hư hỏng của trục cam.
