Vấu cam ô tô: Cấu tạo, Vai trò và Cơ chế hoạt động

Vấu cam là một bộ phận thuộc trục cam trên xe ô tô. Bộ phận này có nhiệm vụ đóng mở các van nạp và xả khí. Chúng được gắn trên nắp trước để theo dõi chính xác các khe hở chiều. Bộ phận này có thiết kế đa dạng và khác nhau giữa các nhà sản xuất. Cùng Honda Ô tô Mỹ Đình tìm hiểu chi tiết về bộ phận này nhé!

Vấu cam là gì?

Vấu cam là một chi tiết liên quan mật thiết đến quá trình hút và thoát khí xả ra ngoài. Mỗi nhà sản xuất đề có quy luật riêng cho kết cấu vấu cam nhằm hoàn thiện quá trình nạp thải của động cơ.

Vấu cam có tác dụng đóng mở van nạp, xả theo chuyển động của piston
Vấu cam có tác dụng đóng mở van nạp, xả theo chuyển động của piston

Cam nằm trên trục cam có tác dụng đóng mở van nạp, xả theo chuyển động của piston. Các vấu cam điều khiển độ nâng van và có mối quan hệ trực tiếp giữa hình dạng của vấu cam và cách hoạt động của động cơ ở các dải tốc độ khác nhau.

Về cơ bản, vấu cam chia thành 3 dạng cơ sở: cam lồi, cam tiếp tuyến, cam lõm. Ngoài ra, vấu cam còn phân chia ra thành cam đối xứng, cam không đối xứng. Đặc điểm riêng biệt của các loại cam tùy thuộc vào cấu trúc động cơ và yêu cầu nạp thải của cơ cấu phối khí.

Cam nạp và cam xả
Cam nạp và cam xả

Động cơ truyền thống thường sử dụng cam đối xứng dạng lồi. Tuy nhiên, ngày nay nhờ vào sự hỗ trợ kỹ thuật điều khiển điện tử, vấu cam được thiết kế với nhiều hình dạng khác nhau và không ngừng hoàn thiện sao cho phù hợp với dạng động cơ yêu cầu, phổ biến nhất là cam dạng lồi không đối xứng (1 – cam nạp, 2 – cam xả).

Đặc điểm của vấu cam

Đặc điểm của vấu cam (thùy) được tập hợp cụ thể như sau:

  • Khoảng cách mà các van di chuyển giữa vị trí đóng hoàn toàn và mở hoàn toàn, đóng vai trò trọng trong việc xác định tốc độ dòng chảy của cả hợp không khí/nhiên liệu và khí thải qua các lỗ van nạp và van xả ở 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 một phần và chỉ trong thời gian rất ngắn.
  • Không gian hạn chế ngăn cản việc trao đổi toàn diện về tất cả hoặc thậm chí hầu hết các điểm được liệt kê ở trên.

Cấu tạo của vấu cam

Vấu cam có các bộ phận cơ bản sau đây:

  • Vòng đáy (mặt sau của vấu cam): Đây là khu vực của thùy 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 thùy giữa mi trong hệ thống van vững chắc.
  • Đường dốc mở: Phía của thùy nâng bộ nâng lên.
  • Đường trung tâm thùy (Điểm nâng cao nhất của thùy): Các đường tâm được liệt kê dưới dạng độ quay của trục khuỷu. Đường trung tâm nạp là After Top Dead Center (ATDC) và đường tâm ống xả là Before Top Dead Center (BTDC).
  • Mũi (Phần trên cùng của thùy): Đây là nơi van được giữ mở khi nó chuyển từ trạng thái mở sang đóng.
  • Đường dốc đóng: Phía của thùy hạ thấp bộ nâng.
  • Đường dốc: Chúng kiểm soát việc nâng và hạ thiết bị nâng (khoảng hở, đóng và mở).
Cấu tạo của vấu cam
Cấu tạo của vấu cam

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 có dung tích nhỏ tiêu chuẩn. Lưu ý rằng, các góc, bán kính và khoảng cách được mô tả trên trục cam này chỉ áp dụng cho động cơ cụ thể này. Hai thùy bên trái, mỗi thùy tác động lên van nạp, trong khi thùy bên phải tác động lên van xả. Để tránh nhầm lẫn, quy ước 2 thùy van nạp lần lượt là thùy cam và vàng, còn gọi thùy xả là thùy xanh lục. Ngoài ra, mũi tên lớn màu xanh lam ở phía bên trái cho biết hướng quay của trục cam khi nó được lắp vào động cơ.

Cơ chế hoạt động của vấu cam
Cơ chế hoạt động của vấu cam

Thùy (vấu cam) hút thứ cấp (Cam)

  • Mũi tên dài màu đỏ biểu thị tổng chiều cao của vấu nạp, có thể giống nhau đối với cả hai vấu nạp, tùy thuộc vào động cơ. Tùy thuộc vào việc động cơ có bộ nâng van thủy lực mà có thể có hoặc không có khe hở giữa đáy vấu và bánh cam.
  • Đường Đường màu cam gần đáy vấu cam cho biết điểm mà tại đó vấu can bắt đầu tiếp xúc với cần trục cam. Không có sự tiếp xúc giữa vấu và bánh cam bên dưới đường này.
  • Mũi tên dài màu cam biểu thị tổng số độ quay của trục cam mà cấu cam tiếp xúc với cần trục cam đang mở. Điều này cũng xác định độ nâng hoặc khoảng cách của van 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 quy ra khỏi điểm này.
  • Mũi tên lớn màu cam đánh dấu bán kính rõ rệt trong hình dạng tổng thể của thùy. Tính năng này trên thiết kế đặc biệt này gây ra sự gia tăng đáng kể nhưng tạm thời về tốc độ mở van để tạo ra chuyển động xoáy trong hỗn hợp không khí/nhiên liệu đã đi vào xi lanh qua thùy chính (Vàng).

Thùy (vấu cam) hút sơ cấp (Vàng)

  • Đường màu vàng gần đáy vấu cam cho biết điểm mà tại đó vấu cam bắt đầu tiếp xúc với cần trục cam. Không có sự tiếp xúc giữa vấu và bánh cam bên dưới đường này.
  • Mũi tên dài 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 của van 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 dụng 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 đầy thùy đánh dấu điểm khi van mở hoàn toàn, van bắt đầu đóng lại khi thùy bắt đầu quy ra khỏi điểm này.
  • Mũi tên lớn màu vàng biểu thị sự khác biệt lớn giữa thùy Cam và Vàng, sự khác biệt này là do không có bán kính rõ rệt trong hình dạng tổng thể của thùy hiện có trên thùy Cam. Điều này làm cho van nạp sơ cấp mở với tốc độ gần như không đổi để tối đa hóa tốc độ dòng của hỗn hợp không khí/nhiên liệu qua van nạp (sơ cấp) khi van mở).

Thùy (vấu cam) ống xả (Xanh)

  • Mũi tên lớn màu trắng biểu thị sự khác biệt lớn giữa thùy ống xả và ống nạp, đó là bán kính lớn của đỉnh biên dạng. Điều này cho phép van xả mở lâu hơn (so với van nạp) để cho phép ống xả có nhiều thời gian hơn để quét hoặc “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 dụng lên van xả khi van xả đang đóng.

Lưu ý: Với hướng quay của trục cam này, vấu cam tác dụng lên van nạp thứ cấp, do nó lệch khỏi vấu Vàng một khoảng đáng kể được đo bằng vòng quay của trục cam. Độ lệnh này được biểu thị bằng mũi tên nhỏ màu tím giữa hai đường màu đen đánh dấu phần trên của cả hai thùy hút. Tuy nhiên, khoảng cách này khác nhau giữa các động cơ và trên một số động cơ có thể 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 biên dạng vấu cam được tối ưu hóa để:

  • Tối ưu hóa tốc độ dòng khí nạp và khí thải qua các lỗ van.
  • Cho phép lượng khí nạp tối đa cho phép đi vào xi lanh thông qua van nạp.
  • Cho phép 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 các vấu cam được mô tả ở trên không phải là yếu tố duy nhất quyết định hiệu suất nhiệt của động cơ cụ thể này, nhưng các tác động kết hợp của cách thức đình hình các vấu trục cam là một trong những yếu tố quan trọng nhất định đặc tính truyền công suất của bất kỳ động cơ nào.

Do đó, việc thay đổi cấu hình trên trục cam tiêu chuẩn sẽ làm thay đổi đặc tính phân phối công suất của động cơ. Tuy nhiên, trên thực tế, những sửa đổi nhỏ đối với cấu hình cam như tăng độ nâng van có thể tạo ra một số mức tăng công suất.

Vì vậy, việc sửa đổi trục 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 thực hiện sai một số khía cạnh của việc thay thế/sửa đổi trục cam có thể khiến việc thay thế hoặc sửa đổi trục cam bị hỏng hoặc không thể hoạt động được.

Như vậy, Honda Ô tô Mỹ Đình đã cung cấp cho bạn những thông tin chi tiết về vấu cam ô tô. Hy vọng những thông tin này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về thiết kế vấu cam cũng như cách thức hoạt động của vấu cam trong trục cam. Nếu có bất cứ thắc mắc nào, 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 giải đáp và tư vấn chi tiết nhé!


Đánh giá post

CÁC BÀI VIẾT MỚI NHẤT

LIÊN HỆ VỚI HONDA Ô TÔ MỸ ĐÌNH