Trục Cam Là Gì ? Những điều Cần Biết Về Trục Cam

Trục cam (Camshaft) là một trong những bộ phận quan trọng của hệ thống phân phối khí trong động cơ ô tô. Nó đảm nhiệm vai trò điều khiển chính xác thời điểm mở và đóng của xupap nạp – xả, từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất hoạt động của động cơ.

Việc hiểu rõ chức năng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của trục cam là điều cần thiết với bất kỳ ai làm trong ngành kỹ thuật ô tô hoặc đang tìm hiểu về công nghệ động cơ hiện đại.

Mục lục

• Trục Cam Là Gì?
• Vai Trò Của Trục Cam Trong Động Cơ
• Điều Kiện Làm Việc Và Hư Hỏng Thường Gặp
• Vật Liệu Chế Tạo Trục Cam
• Cấu Tạo Trục Cam
• Góc Cam Và Phối Khí
• Cổ Trục Cam Và Hệ Thống Dẫn Hướng
• Ứng Dụng Công Nghệ Hiện Đại Trên Trục Cam
• Kết Luận

Trục Cam Là Gì?

Trục cam là chi tiết cơ khí xoay tròn được truyền động từ trục khuỷu thông qua dây đai, xích hoặc bánh răng cam. Trên trục được gắn các vấu cam (lobes), có tác dụng tác động lên xupap để đóng mở theo đúng thời điểm của chu trình bốn kỳ: hút, nén, nổ, xả.

Nếu trục cam hư hỏng hoặc lắp sai, động cơ có thể không nổ được hoặc vận hành kém, thậm chí gây hư hỏng các chi tiết liên quan như xupap, trục khuỷu, piston.

Tên tiếng Anh của trục cam: Camshaft

Vai Trò Của Trục Cam Trong Động Cơ

Trục cam thực hiện các nhiệm vụ sau:

• Điều khiển đóng/mở xupap nạp và xupap xả theo đúng chu kỳ của động cơ.

• Tham gia dẫn động các bộ phận khác như: bơm nhiên liệu, bơm dầu bôi trơn, chia điện đánh lửa (ở động cơ cũ).

• Ở một số dòng xe hiện đại, trục cam còn tích hợp công nghệ thay đổi pha phối khí như VVT-i (Toyota), Valvetronic (BMW) để tối ưu hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu.

Điều Kiện Làm Việc Và Hư Hỏng Thường Gặp

Trục cam thường không chịu tải nặng như trục khuỷu nhưng hoạt động liên tục ở tốc độ cao. Các bề mặt vấu cam tiếp xúc dạng trượt với cò mổ hoặc con đội nên dễ bị mài mòn nếu thiếu bôi trơn hoặc vật liệu không đạt chuẩn.

Vật Liệu Chế Tạo Trục Cam

Để đảm bảo độ bền và chống mài mòn, trục cam được làm từ các loại thép như:

• Thép C30, C40, C45 (thép carbon trung bình)

• Thép hợp kim: 15Cr, 12CrNi…

Các bề mặt cam và cổ trục thường được thấm cacbon và tôi cứng đạt độ cứng HRC 52–65, các phần còn lại đạt HRC 30–40.

Cấu Tạo Trục Cam

Một trục cam điển hình gồm:

1. Đầu trục cam

2. Cổ trục (vị trí lắp vào ổ đỡ)

3. Cam hút và cam xả

4. Cam lệch tâm điều khiển bơm chân không hoặc bơm nhiên liệu

5. Bánh răng dẫn động bơm dầu hoặc cam biến thiên

Các loại cam phổ biến gồm:

• Cam lồi (phổ biến nhất)

• Cam tiếp tuyến

• Cam lõm

Trong động cơ nhỏ và trung bình, vấu cam được gia công liền trục. Đối với động cơ lớn, cam có thể làm rời và lắp bằng chốt hoặc đai ốc.

Góc Cam Và Phối Khí

• Góc giữa hai cam cùng loại (xupap nạp hoặc xả) trên các xylanh kế tiếp phụ thuộc vào góc công tác (chu trình động cơ).

• Góc giữa cam nạp và cam xả trong cùng một xylanh có ảnh hưởng đến thời điểm chồng xupap – yếu tố quan trọng để tối ưu nạp/xả.

Ở các xe hiện đại, công nghệ biến thiên pha cam như VVT-i giúp thay đổi góc pha giữa cam nạp và cam xả nhằm tối ưu công suất ở mọi dải tốc độ.

Cổ Trục Cam Và Hệ Thống Dẫn Hướng

• Số lượng cổ trục cam phụ thuộc vào số xylanh.

• Để dễ lắp ráp, một số động cơ thiết kế cổ cam có đường kính nhỏ dần về phía cuối trục.

• Trục cam ăn khớp với trục khuỷu qua bánh răng (răng nghiêng hoặc răng thẳng) nên cần cơ cấu chặn dọc trục để tránh dịch chuyển trục không mong muốn.

Ứng Dụng Công Nghệ Hiện Đại Trên Trục Cam

Một số công nghệ nổi bật:

• VVT-i (Variable Valve Timing – Intelligent): Thay đổi thời điểm đóng mở xupap thông qua điều khiển góc quay trục cam bằng cơ cấu điện tử và ECU.

• Valvetronic (BMW): Không dùng bướm ga mà thay đổi hành trình xupap để điều tiết lượng khí nạp, giảm tổn hao và tăng hiệu suất.

Kết Luận

Trục cam tuy là một chi tiết không lớn nhưng đóng vai trò tối quan trọng trong vận hành động cơ ô tô. Việc bảo dưỡng đúng cách, sử dụng dầu bôi trơn chất lượng và lắp đặt đúng kỹ thuật sẽ giúp kéo dài tuổi thọ động cơ và tối ưu hiệu suất làm việc.

Đánh giá

Gửi đánh giá

Trung bình: 0 / 5. Số lượt đánh giá: 0

Chưa có ai đánh giá