Trục cam và hệ thống phối khí thông minh

Chia sẻ: Luong The Vinh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

575
lượt xem 107
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trục cam sử dụng các vấu cam tỳ lên các xu páp để mở chúng ra khi trục cam quay, các lò xo trên xu páp có nhiệm vụ đẩy chúng trở về vị trí cũ để đóng lại. Đây là một nhiệm vụ quyết định và có thể tạo ra ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất của động cơ ở tốc độ khác nhau.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Trục cam và hệ thống phối khí thông minh

Trục cam và hệ thống phối khí thông minh (VVT-i) – Phần 1 Được đăng bởi : TamNguyenThanh trong Tháng Chín 25, 2009 lúc 10:03 chiều 0 Phản hồi Nếu bạn đã tìm hiểu về động cơ, hẳn các bạn đã biết v ề các xu páp đi ều khi ển vi ệc đ ưa hỗn hợp không khí/nhiên liệu vào động cơ và thoát ra ngoài qua hệ thống xả. Trục cam sử dụng các vấu cam tỳ lên các xu páp để mở chúng ra khi tr ục cam quay, các lò xo trên xu páp có nhiệm vụ đẩy chúng trở về vị trí cũ để đóng l ại. Đây là m ột nhi ệm v ụ quy ết đ ịnh và có thể tạo ra ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất của động cơ ở t ốc độ khác nhau. Trục cam Thông qua một số hình ảnh động trong bài các bạn sẽ th ấy s ự khác nhau c ủa các đ ộng c ơ v ới một trục cam đặt trên (SOHC) và động cơ có hai trục cam đặt trên (DOHC). Bên c ạnh đó chúng tôi cũng hướng dẫn các bạn cách điều chỉnh trục cam của đ ộng c ơ một cách hết s ức ng ắn g ọn để động cơ hoạt động hiệu quả hơn ở những tốc độ khác nhau. Khái niệm cơ bản về trục cam. Bộ phận chính của một trục cam là các vấu cam. Khi trục cam quay tròn, các v ấu cam s ẽ đi ều khiển đóng mở các các xu páp nạp và xả ở thời đi ểm phù hợp v ới s ự di chuy ển c ủa piston. Hình dạng của các vấu cam có liên quan trực ti ếp đến cách thức động c ơ làm vi ệc ở các d ải t ốc đ ộ khác nhau.
Để hiểu rõ điều này bạn hãy tưởng tượng rằng động cơ của chúng ta đang ch ạy vô cùng ch ậm chỉ khoảng từ 10 đến 20 vòng/phút (RPM) bởi vậy sẽ m ất khoảng vài giây đ ể piston hoàn thành một chu kỳ chuyển động. Nhưng trên thực t ế thì m ột đ ộng cơ bình thường không th ể ch ạy ch ậm như vậy được. Ở tốc độ thấp này, chúng ta có thể hi ểu các vấu cam thực hi ện chu trình nh ư sau: • Chỉ khi piston bắt đầu chuyển động đi xuống trong hành trình nạp (t ừ đi ểm ch ết trên, TDC), xu páp nạp mới bắt đầu mở ra. Xu páp nạp sẽ đóng l ại ngay khi piston đ ến đi ểm dưới cùng. • Xu páp xả sẽ mở ra ngay khi piston đến đi ểm dưới cùng (g ọi là đi ểm ch ết d ưới, BDC) ở cuối quá trình cháy và sẽ đóng lại khi piston hoàn thành quá trình x ả khí. Với thứ tự làm việc như vậy sẽ rất tốt cho động cơ chừng nào nó còn chuy ển đ ộng ở t ốc đ ộ thấp như vậy. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu tốc độ vòng quay tăng lên. Chúng ta hãy xem. Khi tăng số vòng quay động cơ ở lên khoảng 4000 vòng/phút, các xu páp s ẽ ph ải m ở và đóng 2000 lần mỗi phút hoặc 33 lần mỗi giây. Ở t ốc độ này, piston di chuy ển c ực nhanh. B ởi v ậy h ỗn hợp không khí/nhiên liệu cũng lưu thông trong xilanh với t ốc độ rất nhanh. Khi xu páp nạp mở ra và piston bắt đầu hành trình nạp, h ỗn h ợp nhiên li ệu/không khí b ắt đ ầu gia tăng trong xilanh. Đúng lúc piston đến điểm cuối c ủa hành trình n ạp, hòa khí chuy ển đ ộng vào xilanh với tốc độ khá nhanh. Nếu van nạp bất ngờ đóng l ại, toàn b ộ l ượng hòa khí s ẽ ng ừng di chuyển và không đi vào xilanh nữa. Bằng cách để cho xu páp n ạp đóng l ại mu ộn h ơn m ột chút, đà di chuyển nhanh của hòa khí vẫn còn duy trì s ẽ đ ẩy hòa khí thêm vào trong xilanh đ ến khi piston bắt đầu hành trình nén. Bởi vậy động cơ ch ạy càng nhanh, h ỗn h ợp nhiên li ệu/không khí cũng di chuyển càng nhanh và bởi vậy chúng ta càng ph ải để cho xu páp m ở càng lâu h ơn. Chúng ta cũng phải để cho xu páp nạp mở rộng hơn ở t ốc đ ộ cao, thông s ố này đ ược g ọi là khoảng đội của xu páp, nó bị chi phối bởi dạng hình h ọc của vấu cam. Hình ảnh động dưới đây đã cho thấy sự khác nhau ra sao về cách điều chỉnh thời đi ểm đóng m ở xu páp đối với cam thông thường và cam đã có sự đi ều chỉnh. Chú ý kỳ x ả (đ ường cong m ầu đ ỏ) và kỳ nạp (đường cong mầu xanh) có sự trùng khớp nhiều hơn khi đi ều chỉnh tr ục cam. B ởi v ậy trong trường hợp này, động cơ xe có xu hướng nổ to và đều hơn ở trạng thái không t ải.
Có một vài kiểu trục cam khác nhau được lắp trên đ ộng cơ. Ở đây chúng ta đ ể c ập đ ến m ột vài kiểu trục cam phổ biến mà bạn đã từng nghe nói: • Loại có một trục cam đặt trên (SOHC) • Loại có hai trục cam đặt trên (DOHC) • Loại trục cam có đũa đẩy Phần tiếp theo, chúng tôi sẽ đề cập đến từng loại trục cam này. Các loại trục cam trong động cơ Động cơ với một trục cam đặt trên Loại trục cam này chỉ có một cam duy nhất được lắp ở nắp xilanh. B ởi v ậy, nếu đ ộng c ơ có 4 xilanh hoặc 6 xilanh thẳng hàng thì nó s ử dụng chung một cam duy nh ất; n ếu là đ ộng c ơ v ới 6 hoặc 8 xilanh xếp chữ V thì sẽ có 2 trục cam lắp ở trên nắp m ỗi dãy xilanh. Trục cam đẩy cò mổ tỳ lên đuôi các xu páp và mở chúng ra. Các lò xo có tác d ụng đ ẩy các xu páp trở về vị trí đóng. Các lò xo này rất khỏe b ởi ở t ốc đ ộ đ ộng c ơ cao, các xu páp đ ược đ ẩy xuống rất nhanh và chúng phải giữ cho các xu páp luôn tỳ sát vào các cò m ổ. N ếu các lò xo không đủ khỏe thì các xu páp có thể không ti ếp xúc v ới các cò m ổ và phát ra ti ếng lách cách. Đây là tình trạng xấu và dễ khiến cho các xu páp và cò mổ chóng mòn.
Ở động cơ có một cam hay hai cam đặt trên đều được dẫn động bởi trục khuỷu, dây curoa ho ặc xích (gọi là dây curoa cam và xích truyền động trục cam). Các curoa cam hay xích cam đ ều c ần phải được thay thế hay điều chỉnh thường xuyên định kỳ. Nếu dây curoa cam bị đ ứt, trục cam s ẽ không làm việc và piston sẽ va vào các xu páp, làm hỏng bề m ặt piston. Hư hỏng khi piston va chạm với xu páp Động cơ có hai trục cam đặt trên. Loại này có hai trục cam đặt trên nắp xilanh. Bởi vậy, ở đ ộng c ơ có xilanh đ ặt th ẳng hàng có hai trục cam ở trên và động cơ có xilanh đặt chữ V có bốn trục cam đ ặt trên. Thông th ường ở đ ộng cơ có hai cam đặt trên thường có 4 xu páp hoặc nhi ều hơn ở mỗi xilanh.
Động cơ với xilanh đặt chữ V Lý do chính để sử dụng loại hai trục cam đặt trên b ởi nó cho phép b ố trí đ ược nhi ều xu páp n ạp và xả hơn ở mỗi xilanh. Số xu páp nhiều hơn nghĩa là hòa khí đ ược n ạp vào nhi ều h ơn b ởi các cửa lưu thông sẽ lớn hơn. Điều này giúp tăng đáng k ể công suất của đ ộng c ơ. Cuối cùng chúng ta sẽ đề cập đến loại cam có đũa đẩy. Trục cam có đũa đẩy. Giống như động cơ SOHC và DOHC, các xu páp cũng được l ắp trên đỉnh xilanh nh ưng s ự khác nhau chính ở đây là trục cam ở động cơ này lại nằm bên trong block đ ộng c ơ mà không n ằm trên nắp các xilanh.
Các đũa đẩy của động cơ Trục cam tác động lực đẩy lên các trục dài đặt thông qua block đ ộng c ơ vào n ắp xilanh đ ể làm dịch chuyển các cò mổ. Các đũa đẩy dài này làm tăng kh ối l ượng và th ể tích c ủa h ệ th ống đ ộng cơ, đồng thời cũng tăng lực đẩy lên các lò xo xu páp. Các trục cam trong động cơ sử dụng đũa đẩy thường được dẫn động bằng các bánh răng hoặc xích. Các trục cam dùng bánh răng dẫn động thường ít h ỏng hơn so v ới d ẫn đ ộng b ằng xích và thường được dùng trong động cơ với trục cam đặt ở nắp máy. Một điều đặc biệt quan trọng trong việc thiết kế trục cam cho hệ thống là có th ể thay đ ổi th ời điểm đóng mở các xu páp (hay còn gọi là đi ều khi ển th ời đi ểm ph ối khí). Chúng ta s ẽ đ ề c ập đến vấn đề này trong kỳ tới.