Trục cam là một bộ phận quan trọng trong động cơ ô tô, giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của động cơ. Với vai trò đóng mở xupap và tối ưu hóa hiệu năng, trục cam có tác động lớn đến hoạt động của động cơ. Dù ít gặp phải sự cố nhưng sau một thời gian sử dụng, trục cam có thể bị hỏng và yêu cầu kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ. Cùng với Honda Ô tô Mỹ Đình, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu chi tiết về bộ phận này.
Tìm hiểu về trục cam ô tô
Trục cam là gì?
Trục cam là một bộ phận cơ học quan trọng trong động cơ đốt trong, với vai trò điều khiển việc mở và đóng các xupap thông qua các vấu cam được thiết kế trên trục cam. Trục cam nhận năng lượng từ trục khuỷu và tạo chuyển động quay để thực hiện việc mở và đóng các xupap nạp và xả.
Trục cam ô tô giúp phân phối khí trong động cơ đốt trong (Ảnh: Sưu tầm Internet)
Các công dụng chính của trục cam gồm:
- Giúp tăng khả năng tối ưu hóa hiệu suất động cơ thông qua việc mở xupap nạp trong kỳ hút.
- Mở xupap xả trong kỳ xả.
- Đóng cả hai xupap trong thời gian còn lại.
Vị trí của trục cam
Vị trí trục cam ô tô không cố định và phụ thuộc vào từng mẫu xe. Trong các động cơ xăng hiện đại, trục cam thường được lắp đặt ở đỉnh xi lanh và nắp hộp chứa. Tùy thuộc vào vị trí lắp đặt, trục cam có thể vận hành trực tiếp các van hoặc thông qua liên kết giữa cần đẩy và thanh lắc. Cơ chế vận hành này giúp người dùng dễ dàng thao tác và giảm thiểu sự cố, nhưng yêu cầu trục cam phải nằm ở đầu của các xi lanh. Trên các động cơ xăng hiện đại, hệ thống cam trên đỉnh, nơi trục cam nằm trên đỉnh dãy xi lanh, khá phổ biến.
Vị trí của trục cam tùy thuộc vào thiết kế của từng mẫu xe (Ảnh: Sưu tầm Internet)
Vật liệu chế tạo trục cam
Trục cam thường được chế tạo từ hai vật liệu chính là:
- Đúc ngang trắng: Loại này thường được sử dụng trong sản xuất quy mô lớn. Trục cam làm từ gang trắng có khả năng chống mài mòn cao do quá trình tôi cho ra độ cứng tốt. Ngoài ra, có thể thêm gang vào để phù hợp với các ứng dụng khác nhau.
- Thép phôi thanh: Chất liệu này thường được ưu tiên sử dụng khi cần một trục cam chất lượng cao hoặc sản xuất đơn lẻ. Quá trình chế tạo từ thép phôi thanh mất nhiều thời gian và chi phí hơn, nhưng sản phẩm lại có chất lượng vượt trội hơn.
Cấu tạo của trục cam
Trong động cơ ô tô có xupap, trục cam được sử dụng để điều khiển xupap. Bộ phận này gồm một thanh trục hình trụ có thùy hình thuôn nhô ra (vấu cam) chạy dọc theo chiều dài dãy xi lanh. Trên trục cam còn có các gối đỡ thân trục cam có lỗ thông với đường dầu bôi trơn. Các gối đỡ này giữ trục cam nằm trên nắp máy thông qua miếng bạc có lỗ dầu (bạc trục cam).
Cấu tạo trục cam trên xe ô tô (Ảnh: Sưu tầm Internet)
Cụ thể, các bộ phận chính của trục cam gồm:
- Trục lái (trục truyền động): Là bộ phận cung cấp chuyển động cho cả cụm. Trục lái có thể vận hành độc lập hoặc được nối với trục khuỷu bằng dây đai.
- Trục: Là bộ phận hỗ trợ giữ tất cả các thành phần khác, có khả năng chịu tải mỏi cao khi động cơ đang chạy.
- Vòng bi: Đây là yếu tố quan trọng giúp giữ trục ở vị trí chính xác và giảm ma sát trong quá trình hoạt động. Vòng bi cần được bôi trơn liên tục.
- Cam: Cam là bộ phận chính giúp đóng và mở các xupap vào thời điểm đúng.
- Thùy: Thùy có vai trò điều khiển mở và đóng các xupap nạp và xả. Tốc độ của thùy phụ thuộc vào tốc độ động cơ hiện tại.
- Tấm đẩy: Tấm đẩy nằm ở phía bên phải và được gắn giữa cam và bánh răng thời gian. Tấm đẩy được gắn trên nắp trước để đảm bảo chuẩn xác theo khe hở chiều.
- Xích chuỗi: Xích chuỗi kết nối trục cam với trục khuỷu trong động cơ đốt trong. Xích chuỗi cùng với đai định thời và đĩa xích trục khuỷu giữ thời gian giữa trục cam và trục khuỷu.
Nguyên lý hoạt động của trục cam
Đối với từng kiểu bố trí, trục cam hoạt động theo từng kiểu dẫn động khác nhau. Dưới đây là ba loại dẫn động trục cam phổ biến hiện nay:
Dẫn động trục cam bằng bộ truyền bánh răng
Nếu giữa trục cam và trục khuỷu có khoảng cách, bộ truyền động bánh răng được sử dụng để dẫn động trục cam. Trong trường hợp này, chiều quay của trục cam ngược lại với chiều quay của trục khuỷu.
- Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, hiệu suất và độ bền rất cao, tuổi thọ lâu dài.
- Hạn chế: Cách bố trí truyền động có thể gây ra tiếng ồn lớn.
Dẫn động trục cam bằng bộ truyền bánh răng
Dẫn động trục cam bằng bộ truyền xích
Trục cam được dẫn động thông qua bộ truyền xích khi giữa trục cam và trục khuỷu có khoảng cách đáng kể. Lúc này, xích truyền lực từ trục khuỷu sang trục cam và cả hai quay cùng chiều. Khi sử dụng kiểu dẫn động trục cam này, cần có bộ căng xích để tránh tình trạng xích bị lỏng. Xích bị lỏng sẽ gây mất truyền lực từ trục khuỷu sang trục cam.
- Ưu điểm: Gọn nhẹ, dễ dàng truyền động ở khoảng cách trục lớn.
- Hạn chế: Dễ bị rung động và tạo ra tiếng ồn lớn khi thay đổi tải.
Hệ dẫn động trục cam bằng bộ truyền xích (Ảnh: Sưu tầm Internet)
Dẫn động trục cam bằng dây đai cam (bộ truyền đai)
Cơ cấu trục truyền động bằng dây đai cam thường được sử dụng khi trục cam lắp trên cao và cần có bộ căng dây đảm bảo độ căng khi sử dụng.
- Ưu điểm: Hoạt động êm ái, không cần điều chỉnh độ căng, không cần bôi trơn, chi phí thấp.
- Hạn chế: Độ bền và tuổi thọ không cao.
Dẫn động trục cam bằng dây đai cam
Dấu hiệu, nguyên nhân hư hỏng trục cam và phương pháp giải quyết
Dấu hiệu hư hỏng trục cam
Trục cam cũng có thể bị mài mòn và gặp phải một số vấn đề trong quá trình làm việc. Một số dấu hiệu hư hỏng phổ biến gồm:
- Trục cam bị cong và các cam bị mòn: Mặt cam bị mòn làm tăng khe hở xupap, dẫn đến không đủ khí nạp và khí xả khỏi xi lanh, giảm công suất động cơ và tăng lượng nhiên liệu tiêu thụ. Ngoài ra, trục cam cũng có thể bị đứt gãy, mòn lệch tâm dẫn động bơm nhiên liệu, mòn gãy răng dẫn động bơm dầu, chảy hỏng ren và rãnh then.
Trục cam ô tô bị hư hỏng (Ảnh: Sưu tầm Internet)
- Bạc lót bị mòn, cháy: Trong quá trình làm việc, mạt tiếp xúc của răng có thể bị mòn, tróc rỗ và dính. Răng cũng có thể bị gãy. Hiện tượng hư hỏng phổ biến nhất là mạt tiếp xúc của răng bị mòn, làm tăng khe hở ăn khớp của các bánh răng và gây ra tiếng kêu.
Trục cam ô tô bị mòn (Ảnh: Sưu tầm Internet)
- Xích dẫn động bị mòn: Trong quá trình hoạt động, xích dẫn động có thể bị mòn nhiều, đặc biệt là bác và chốt, làm tăng bước xích và không ăn khớp với đĩa xích. Khi động cơ hoạt động, đặc biệt là khi tốc độ hoặc tải trọng thay đổi, dễ xảy ra tình trạng tuột xích và tiếng kêu.
Nguyên nhân trục cam bị hư hỏng
Có một số nguyên nhân chính có thể dẫn đến hư hỏng trục cam:
- Ma sát lớn giữa các chi tiết trong quá trình làm việc, thiếu dầu bôi trơn hoặc dầu đã qua sử dụng và bám dính nhiều cặn bẩn.
- Lắp ghép không đúng yêu cầu kỹ thuật, không kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ.
Phương pháp giải quyết
Kiểm tra trục cam
Để trục cam hoạt động tốt và êm ái, kiểm tra định kỳ là rất quan trọng. Có thể tiến hành kiểm tra như sau:
- Kiểm tra các vết nứt, xước trên trục cam, bánh răng cam hoặc xích, dây đai.
- Kiểm tra trục cam bị cong bằng cách đặt trục cam giữa hai mũi chống tâm của máy tiện và khối v.
- Kiểm tra khe hở lắp ghép giữa cổ trục và bạc lót bằng miếng plastic hoặc dây chì.
- Kiểm tra độ mòn của bánh răng cam bằng căn lá đo hoặc dây chì.
- Kiểm tra xích dẫn động bằng cách kiểm tra khe hở giữa bánh răng trục cam và bánh răng trục khuỷu.
Sửa chữa trục cam
Khi trục cam bị hư hỏng, có thể sửa chữa bằng cách:
- Mài lại trục cam nếu làm từ vật liệu thép cacbon hoặc thép hợp kim. Trục cam từ vật liệu này có khả năng chống mài mòn tốt, nên chỉ cần mài lại sau 2-3 lần sửa chữa lớn.
- Thay thế bạc lót trục cam bằng cách sử dụng dụng cụ đo lắp bạc hoặc ren.
- Thay mới hoặc sửa chữa bánh răng trục cam nếu có hiện tượng mòn nhiều.
- Thay mới xích dẫn động nếu xích bị mòn quá nhiều.
Đối với các vấn đề khác như đai định thời hay dây đai bị hỏng, cần thay thế bằng sản phẩm mới.
Các yêu cầu kỹ thuật về kiểm tra, sửa chữa trục cam ô tô
Yêu cầu đối với cổ trục cam và bạc trục cam
Một số yêu cầu kỹ thuật về kiểm tra, sửa chữa cổ trục cam và bạc trục cam như sau:
- Kiểm tra độ cong của trục cam bằng hai đầu nhọn của máy tiện hoặc giá đỡ chữ V.
- Mài lại cổ trục cam nếu mòn quá nhiều.
- Kiểm tra khe hở giữa bánh răng trục cam và bánh răng trục khuỷu.
- Kiểm tra độ dịch dọc của trục cam bằng căn lá hoặc đồng hồ đo.
- Kiểm tra đội dôi lắp ghép giữa bạc lót và gối đỡ.
- Đảm bảo các lỗ dẫn dầu trong bạc lót trục cam trùng với lỗ dầu trong nắp máy hoặc thân máy.
Yêu cầu đối với bánh răng trục cam
Về bánh răng trục cam, các yêu cầu kỹ thuật như sau:
- Bề mặt làm việc của bánh răng không được tróc quá 5% và phải nhẵn bóng.
- Không được để mòn bề mặt làm việc thành hình thang hay có vết lõm quá 1/3 bề mặt làm việc của răng.
Nếu xích dẫn động bị rão, cần thay mới và tùy thuộc vào từng trường hợp, có thể thay cả đĩa xích. Nếu dây đai bị rạn nứt hoặc bánh tỳ đại đã ép hết mà vẫn trùng đai, cần thay thế ngay để tránh hư hỏng các bộ phận khác.
Như vậy, qua bài viết này, chúng ta đã hiểu rõ về trục cam ô tô. Dựa vào cấu tạo, nguyên lý hoạt động và kiểm tra, sửa chữa, ta có thể duy trì hiệu suất của trục cam và đảm bảo an toàn khi sử dụng. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, hãy liên hệ với chúng tôi qua hotline 0375 83 79 79 hoặc đến trực tiếp showroom Honda Mỹ Đình tại 02 Lê Đức Thọ, Cầu Giấy, Hà Nội để được tư vấn chi tiết.
- Đại lý Honda Mỹ Đình: https://hondaotomydinh.vn/
- Fanpage: Honda Ôtô Hà Nội - Mỹ Đình
- Youtube: Honda Ôtô Hà Nội - Mỹ Đình
- Hotline: 037 583 7979
