Vấu cam là một phần quan trọng trên trục cam của xe ô tô. Nó có vai trò điều khiển van nạp và van xả để điều chỉnh luồng khí và khí thải trong quá trình hoạt động của động cơ. Với mục tiêu giúp bạn hiểu rõ hơn về vấu cam ô tô, chúng tôi, nhà phân phối Honda Ô tô Mỹ Đình, xin giới thiệu một bài viết về cấu tạo và hoạt động của vấu cam.
Vấu cam là gì?
Vấu cam là một thành phần quan trọng trong quá trình hút và xả khí ra khỏi động cơ. Mỗi nhà sản xuất có quy luật riêng về cấu trúc vấu cam để tối ưu hóa quá trình nạp và xả của động cơ.
Vấu cam nằm trên trục cam và có tác dụng điều khiển van nạp và van xả theo chuyển động của piston. Các vấu cam xác định độ nâng và có mối quan hệ trực tiếp giữa hình dạng của nó và hoạt động của động cơ ở các tốc độ khác nhau.
Về cơ bản, vấu cam được chia thành 3 loại cơ bản: vấu cam lồi, vấu cam tiếp tuyến và vấu cam lõm. Ngoài ra, vấu cam còn được phân thành vấu cam đối xứng và vấu cam không đối xứng. Mỗi loại vấu cam có đặc điểm riêng phù hợp với cấu trúc và yêu cầu về nạp thải của động cơ.
Các động cơ truyền thống thường sử dụng vấu cam đối xứng dạng lồi. Tuy nhiên, hiện nay, nhờ sự hỗ trợ của công nghệ điều khiển điện tử, vấu cam được thiết kế với nhiều hình dạng khác nhau để phù hợp với yêu cầu của từng loại động cơ. Một trong những loại phổ biến nhất là vấu cam lồi không đối xứng (1 - cam nạp, 2 - cam xả).
Đặc điểm của vấu cam
Vấu cam có một số đặc điểm quan trọng như sau:
- Khoảng cách mà van di chuyển giữa vị trí đóng hoàn toàn và mở hoàn toàn, đóng vai trò quan trọng trong việc xác định tốc độ dòng chảy của không khí/nhiên liệu và khí thải qua van nạp và van xả trên mỗi xi lanh.
- Số vòng quay của trục cam được đo từ thời điểm van bắt đầu mở cho đến thời điểm van đó lại ở vị trí đóng hoàn toàn.
- Số vòng quay của trục cam mà các van ở vị trí đóng hoặc mở hoàn toàn.
- Số vòng quay của trục cam mà cả van nạp và van xả trên mỗi xi lanh đều mở, mặc dù chỉ trong khoảng thời gian rất ngắn.
- Không gian hạn chế ảnh hưởng đến việc trao đổi toàn diện về các điểm được liệt kê ở trên.
Cấu tạo của vấu cam
Vấu cam bao gồm các bộ phận cơ bản sau đây:
- Vòng đáy (mặt sau của vấu cam): Đây là khu vực của vấu nơi van đóng lại.
- Đường dốc giải phóng mặt bằng (khu vực chuyển tiếp giữa đoạn đường nối và vòng tròn cơ sở): Phần này của vấu cam giữa vị trí đáy nằm trong hệ thống van.
- Đường dốc mở: Phần trên của vấu cam giúp nâng bộ nâng lên.
- Đường trung tâm thùy (điểm nâng cao nhất của vấu cam): Các đường tâm được xác định dựa trên độ quay của trục khuỷu. Đường trung tâm nạp là sau điểm trên, và đường trung tâm xả là trước điểm trên.
- Mũi (phần trên cùng của vấu cam): Đây là nơi van được mở khi chuyển từ trạng thái mở sang đóng.
- Đường dốc đóng: Phần dưới của vấu cam hạ bộ nâng.
- Đường dốc: Đường dốc điều khiển quá trình nâng và hạ của thiết bị nâng (mở, đóng).
Cơ chế hoạt động của vấu cam
Ba vấu cam trên hình mô tả đều nằm trên một xi lanh của động cơ 4 xi lanh với dung tích nhỏ tiêu chuẩn. Hai vấu nơp bên trái, mỗi vấu tác động lên van nạp, trong khi vấu nơp bên phải tác động lên van xả. Để tránh nhầm lẫn, chúng tôi sử dụng các quy ước như vấu cam vàng cho vấu nạp, và vấu cam xanh lục cho vấu xả. Mũi tên màu xanh lam ở phía bên trái cho biết hướng quay của trục cam khi nó được lắp vào động cơ.
Thùy (vấu cam) hút thứ cấp (Cam)
- Mũi tên đỏ biểu thị chiều cao tổng của vấu nạp và có thể giống nhau đối với cả hai vấu nạp, tùy thuộc vào động cơ. Tùy thuộc vào việc có bộ nâng van thủy lực hay không, có thể có hoặc không có khe hở giữa đáy vấu và bánh cam.
- Đường màu cam gần đáy vấu cam cho biết điểm mà vấu cam bắt đầu tiếp xúc với cần trục cam. Dưới đường này không có sự tiếp xúc giữa vấu và bánh cam.
- Mũi tên màu cam biểu thị tổng số độ quay của trục cam mà vấu cam tiếp xúc với cần trục cam khi van đang mở. Điều này cũng xác định độ nâng hoặc khoảng cách mà van di chuyển giữa các vị trí đóng hoàn toàn và mở hoàn toàn. Đỉnh của đỉnh (bán kính nhỏ) ở đỉnh thùy đánh dấu thời điểm van mở hoàn toàn, van bắt đầu đóng lại khi thùy bắt đầu di chuyển lên trên điểm này.
- Mũi tên lớn màu cam đánh dấu một bán kính rõ rệt trong hình dạng tổng thể của thùy. Đặc điểm này trên thiết kế đặc biệt gây ra sự gia tăng đáng kể về tốc độ mở van để tạo ra chuyển động xoáy trong hỗn hợp không khí/nhiên liệu đi vào xi lanh qua van nạp chính (vấu cam vàng).
Thùy (vấu cam) hút sơ cấp (Vàng)
- Đường màu vàng gần đáy vấu cam cho biết điểm mà vấu cam bắt đầu tiếp xúc với cần trục cam. Dưới đường này không có sự tiếp xúc giữa vấu và bánh cam.
- Mũi tên màu vàng biểu thị tổng số độ quay của trục cam mà vấu cam tiếp xúc với cần trục cam khi van đang mở. Điều này cũng xác định độ nâng hoặc khoảng cách mà van di chuyển giữa các vị trí đóng hoàn toàn và mở hoàn toàn. Tuy nhiên, điểm tiếp xúc đầu tiên trên vấu này tác động lên van nạp sơ cấp cũng lớn hơn đáng kể so với trên vấu cam. Thùy màu cam được biểu thị bằng mũi tên màu xanh ở đỉnh thùy đánh dấu thời điểm van mở hoàn toàn, van bắt đầu đóng lại khi thùy bắt đầu di chuyển lên trên điểm này.
- Mũi tên lớn màu vàng biểu thị sự khác biệt rõ rệt trong hình dạng tổng thể của thùy. Đặc điểm này giúp van nạp sơ cấp mở với tốc độ gần như không đổi để tối đa hóa tốc độ dòng chảy của hỗn hợp không khí/nhiên liệu qua van nạp sơ cấp (vấu cam vàng).
Thùy (vấu cam) ống xả (Xanh)
- Mũi tên lớn màu trắng biểu thị sự khác biệt rõ rệt trong hình dạng tổng thể của thùy. Đặc điểm này là bán kính lớn của bộ dạng đỉnh. Điều này cho phép van xả mở lâu hơn (so với van nạp) để cho phép ống xả có thời gian hơn để "hút" khí thải ra khỏi xi lanh.
- Hai đường màu xanh lá cây và mũi tên nối chúng biểu thị số độ quay của trục cam mà vấu cam xả tác động lên van xả khi van đang đóng.
Lưu ý: Với hướng quay của trục cam này, vấu cam tác động lên van nạp thứ cấp, do vấu cam lệch so với vấu vàng một khoảng đáng kể được đo bằng vòng quay của trục cam. Độ lệch này được biểu thị bằng mũi tên nhỏ màu tím giữa hai đường màu đen trên thùy hút. Tuy nhiên, khoảng cách này khác nhau giữa các động cơ và trên một số động cơ, không có sự chênh lệch nào cả, điều này xảy ra trên các động cơ có 2 van nạp và 2 van xả trên mỗi xi lanh.
Ý nghĩa của hình dạng vấu cam
Hình dạng của vấu cam được tối ưu hóa để:
- Tối ưu hóa tốc độ luồng khí nạp và khí thải qua các lỗ van.
- Cho phép lượng khí nạp tối đa đi vào xi lanh thông qua van nạp.
- Tạo ra sự nhiễu loạn đáng kể trong lượng nạp vào xi lanh thông qua van nạp thứ cấp để cải thiện quá trình đốt cháy hỗn hợp không khí/nhiên liệu.
Mặc dù các đặc điểm thiết kế của vấu cam không phải là yếu tố duy nhất quyết định hiệu suất nhiệt của động cơ, nhưng những tác động kết hợp của cấu trúc vấu cam là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong việc xác định đặc tính truyền công suất của một động cơ.
Việc thay đổi cấu hình vấu cam tiêu chuẩn có thể làm thay đổi đặc tính phân phối công suất của động cơ. Tuy nhiên, trong thực tế, các thay đổi nhỏ trong cấu hình vấu cam như tăng độ nâng van có thể tạo ra một số mức tăng công suất.
Tuy nhiên, việc thay đổi vấu cam không nên được thực hiện một cách ngẫu nhiên hoặc không xem xét tất cả các khía cạnh thiết kế của động cơ có ảnh hưởng đến đặc tính truyền công suất của nó. Việc thay đổi hoặc sửa đổi vấu cam một cách không đúng cách có thể gây hỏng hoặc gây ra sự cố hoạt động.
Như vậy, chúng tôi đã cung cấp cho bạn những thông tin chi tiết về vấu cam ô tô. Hy vọng thông tin này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về thiết kế và hoạt động của vấu cam trên trục cam. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào, hãy liên hệ với chúng tôi qua hotline 0375 83 79 79 hoặc tới showroom tại 02 Lê Đức Thọ, Cầu Giấy, Hà Nội để được tư vấn chi tiết.