Trục cam

Trục cam là cấu trúc bao gồm một trục và một cam được gắn chặt vào trục hoặc cam của bộ phận tách rời.

Lịch sử
Trục cam được ra đời lần đầu tiên ở Thổ Nhĩ Kỳ (Diyarbakır) bởi Ismail al-Jazari vào năm 1206. Ông sử dụng nó như một phần của máy tự động, máy bơm nước và đồng hồ nước như tháp đồng hồ. Trục cam sau đó xuất hiện trong các máy móc, thiết bị ở châu Âu từ thế kỷ 14.

Trong số những chiếc xe đầu tiên sử dụng động cơ với trục cam trên đỉnh đơn là Maudslay được thiết kế bởi Alexander Craig và được giới thiệu vào năm 1902 và Ô tô Marr được thiết kế bởi người gốc Michigan Walter Lorenzo Marr vào năm 1903.

Sử dụng
Trong các động cơ đốt trong có piston, trục cam được sử dụng để vận hành xú páp. Nó bao gồm một thanh hình trụ chạy theo chiều dài của dãy xi lanh với một số thùy hình thuôn nhô ra từ nó, một cam mỗi van. Các thùy cam buộc các van mở bằng cách ấn vào van, hoặc qua một số cơ cấu trung gian, khi chúng quay.

Ô tô

Nguyên vật liệu
Trục cam có thể được làm từ một số loại vật liệu bao gồm:

Đúc gang trắng: Thường được sử dụng trong sản xuất hàng loạt lớn, trục cam gang trắng có khả năng chống mài mòn tốt vì quá trình tôi đã làm cứng nó. Các yếu tố khác được thêm vào gang trước khi đúc để làm cho vật liệu phù hợp hơn cho ứng dụng của nó.

Thép phôi thanh: Khi cần một trục cam chất lượng cao hoặc sản xuất đơn chiếc, các nhà chế tạo động cơ và nhà sản xuất trục cam chọn phôi thép thanh. Đây là một quá trình tốn nhiều thời gian hơn và thường đắt hơn các phương pháp khác. Tuy nhiên, chất lượng vượt trội hơn nhiều. Máy tiện CNC, máy phay CNC và máy mài trục cam CNC sẽ được sử dụng trong quá trình sản xuất. Các loại thanh thép khác nhau có thể được sử dụng, một ví dụ là EN40b. Khi sản xuất trục cam từ EN40b, trục cam cũng sẽ được xử lý nhiệt thông qua quá trình thấm nitơ dạng khí, làm thay đổi cấu trúc vi mô của vật liệu. Nó cho độ cứng bề mặt 55-60 HRC. Những loại trục cam này có thể được sử dụng trong động cơ hiệu suất cao.

Định thời

Mối quan hệ giữa sự quay của trục cam và vòng quay của trục khuỷu có tầm quan trọng rất lớn. Vì các van kiểm soát lưu lượng của hỗn hợp khí / nhiên liệu nạp vào và khí thải, chúng phải được mở và đóng vào thời điểm thích hợp trong hành trình của piston. Vì lý do này, trục cam được kết nối trực tiếp với trục khuỷu, thông qua cơ cấu bánh răng hoặc gián tiếp thông qua một đai hoặc xích gọi là đai định thời hoặc xích đinh thời (sên cam). Dẫn động trực tiếp sử dụng bánh răng là bất thường do chi phí. Mô-men xoắn đảo chiều thường xuyên gây ra bởi độ dốc của cam có xu hướng gây ra tiếng kêu bánh răng, đối với một bộ truyền bánh răng bằng kim loại đòi hỏi thêm chi phí cho một bộ giảm xóc cam. Rolls-Royce V8 (1954) đã sử dụng bộ truyền bánh răng, không giống như xích, nó có thể được làm việc êm và kéo dài tuổi thọ của động cơ. Khi bánh răng được sử dụng trong những chiếc xe rẻ hơn, chúng thường được làm từ sợi phíp chứ không phải kim loại, ngoại trừ trong động cơ xe đua có nhu cầu bảo dưỡng cao. Bánh răng phíp có tuổi thọ ngắn và phải được thay thế thường xuyên, giống như đai đinh thời. Trong một số thiết kế, trục cam cũng dẫn động bộ phân phối và các bơm nhiên liệu và dầu bôi trơn. Một số xe có thể có bơm cho cơ cấu lái trợ lực được điều khiển bởi trục cam. Với một số hệ thống phun nhiên liệu ban đầu, các cam trên trục cam sẽ vận hành kim phun nhiên liệu. Honda đã thiết kế lại chiếc xe máy VF750 từ bộ truyền xích sang bộ truyền bánh răng VFR750 do những vấn đề không thể khắc phục được với bộ truyền động xích đảo ngược VF750 Hi-Vo.

Một thay thế được sử dụng trong những ngày đầu của động cơ OHC là dẫn động trục cam thông qua một trục thẳng đứng với bánh răng côn ở mỗi đầu. Hệ thống này được sử dụng trên những chiếc xe Peugeot và Mercedes Grand Prix trước Thế chiến thứ nhất. Một lựa chọn khác là sử dụng bộ ba thanh truyền lệch tâm; những bộ này đã được sử dụng trên một số động cơ được thiết kế bởi W. O. Bentley và cũng trên chiếc xe Leyland Eight.

Trong động cơ hai thì sử dụng trục cam, mỗi van được mở một lần cho mỗi vòng quay của trục khuỷu; trong các động cơ này, trục cam quay cùng tốc độ với trục khuỷu. Trong động cơ bốn thì, các van chỉ được mở một nửa bình thường; do đó, hai vòng quay của trục khuỷu ứng với một vòng quay của trục cam.

Định thì của trục cam có thể được nâng cao để tạo ra mô-men xoắn ở tốc độ thấp tốt hơn, hoặc chậm lại để có công suất ở tốc độ cao tốt hơn. Thay đổi định thì cam sẽ di chuyển tổng công suất do động cơ tạo ra giảm hoặc tăng theo tỷ lệ số vòng quay/phút. Lượng thay đổi rất ít (thường

Liên kết ngoài