6. Những điểm mới của luận văn
2.2.6. Trục cam (cast camshaft)
truyền chuyển động cho các chi tiết trong hệ thống phối khí (con đội, xu – páp) cho bơm dầu, bơm nhiên liệu và cho hệthốngđánh lửa.
Phụ thuộc vào số xy – lanh của động cơ và sự bố trí của xy – lanh mà trục cam có chiều dài, số cổ trục, số vấu cam và vị trí góc của
vấu cam khác nhau. Nói chung trục cam là một chi tiết có yêu cầu gia công cao, độ cứng vững của trục kém do đó cần phải có biện pháp công nghệ thích hợp khi gia công.
Trục được làm bằng thép, cấu tạo bởi các các vấu cam và các cổ trục. Số lư ợng cam đúng bằng số xu – páp, chúng được bố trí sao cho đảm bảo thứ tự nổ của các xy – lanh của động cơ. Số cổ trục được tính toán, thiết kế tuỳ theo số lượng xy – lanh và cách bố trí các xy – lanh, sao cho đảm bảo độ cứng vững cho trục.
Biên dạng cam quyết định thời điểm đóng, mở các xu – páp, vì vậy nó phải được tính toán sao cho đảm bảo được các pha phối khí của động cơ theo như thiết kế, còn chiều cao của đỉnh cam thì quyết định độ mở của xu –páp. Hiện nay, được sử dụng phổ biến hơn cả là các cam có biên dạng đối xứng, nó đảm bảo đóng, mở xu – páp một cáchêm dịu và dứt khoát.
Thông thường các cam được chế tạo liền với trục. Để giảm ma sát và mài mòn khi làm việc, bề mặt củacam phải được gia công kỹ lưỡng: tôi thấm các bon, thấm ni tơ và mài bóng.
Các cổ của trục cam là vị trí lắp lên các gối đỡ trục, các gối này thường là các ổ trượt .
Dẫn động trục cam (Driven camshaft):
Trên các động cơ đốt trong hiện nay phổ biến 3 phương pháp dẫn động trục cam: bằng bánh răng, bằng dây đai răng và bằng xích. Việc lựa chọn phương pháp dẫn
Hình 2.2.6: Trục cam
truyền chuyểnđộng cho các chi tiết trong hệ thống phối khí (con đội, xu – páp) cho bơm dầu, bơm nhiên liệu và cho hệthốngđánh lửa.
Phụ thuộc vào số xy – lanh của động cơ và sự bố trí của xy – lanh mà trục cam có chiều dài, số cổ trục, số vấu cam và vị trí góc của
vấu cam khác nhau. Nói chung trục cam là một chi tiết có yêu cầu gia công cao, độ cứng vững của trục kém do đó cần phải có biện pháp công nghệthích hợp khi gia công.
Trục được làm bằng thép, cấu tạo bởi các các vấu cam và các cổ trục. Số lư ợng cam đúng bằng số xu – páp, chúng được bố trí sao cho đảm bảo thứ tự nổ của các xy – lanh của động cơ. Số cổ trục được tính toán, thiết kế tuỳ theo số lượng xy – lanh và cách bố trí các xy – lanh, sao cho đảm bảo độ cứng vững cho trục.
Biên dạng cam quyết định thời điểm đóng, mở các xu – páp, vì vậy nó phải được tính toán sao cho đảm bảo được các pha phối khí của động cơ theo như thiết kế, còn chiều cao của đỉnh cam thì quyết định độ mở của xu – páp. Hiện nay, được sử dụng phổ biến hơn cả là các cam có biên dạng đối xứng, nó đảm bảo đóng, mở xu – páp một cáchêm dịu và dứt khoát.
Thông thường các cam được chế tạo liền với trục. Để giảm ma sát và mài mòn khi làm việc, bề mặt củacam phải được gia công kỹ lưỡng: tôi thấm các bon, thấm ni tơ và mài bóng.
Các cổ của trục cam là vị trí lắp lên các gối đỡ trục, các gối này thường là các ổ trượt .
Dẫn động trục cam (Driven camshaft):
Trên các động cơ đốt trong hiện nay phổ biến 3 phương pháp dẫn động trục cam: bằng bánh răng, bằng dây đai răng và bằng xích. Việc lựa chọn phương pháp dẫn
Hình 2.2.6: Trục cam
truyền chuyểnđộng cho các chi tiết trong hệ thống phối khí (con đội, xu – páp) cho bơm dầu, bơm nhiên liệu và cho hệthốngđánh lửa.
Phụ thuộc vào số xy – lanh của động cơ và sự bố trí của xy – lanh mà trục cam có chiều dài, số cổ trục, số vấu cam và vị trí góc của
vấu cam khác nhau. Nói chung trục cam là một chi tiết có yêu cầu gia công cao, độ cứng vững của trục kém do đó cần phải có biện pháp công nghệthích hợp khi gia công.
Trục được làm bằng thép, cấu tạo bởi các các vấu cam và các cổ trục. Số lư ợng cam đúng bằng số xu – páp, chúng được bố trí sao cho đảm bảo thứ tự nổ của các xy – lanh của động cơ. Số cổ trục được tính toán, thiết kế tuỳ theo số lượng xy – lanh và cách bố trí các xy – lanh, sao cho đảm bảo độ cứng vững cho trục.
Biên dạng cam quyết định thời điểm đóng, mở các xu – páp, vì vậy nó phải được tính toán sao cho đảm bảo được các pha phối khí của động cơ theo như thiết kế, còn chiều cao của đỉnh cam thì quyết định độ mở của xu – páp. Hiện nay, được sử dụng phổ biến hơn cả là các cam có biên dạng đối xứng, nó đảm bảo đóng, mở xu – páp một cáchêm dịu và dứt khoát.
Thông thường các cam được chế tạo liền với trục. Để giảm ma sát và mài mòn khi làm việc, bề mặt củacam phải được gia công kỹ lưỡng: tôi thấm các bon, thấm ni tơ và mài bóng.
Các cổ của trục cam là vị trí lắp lên các gối đỡ trục, các gối này thường là các ổ trượt .
Dẫn động trục cam (Driven camshaft):
Trên các động cơ đốt trong hiện nay phổ biến 3 phương pháp dẫn động trục cam: bằng bánh răng, bằng dây đai răng và bằng xích. Việc lựa chọn phương pháp dẫn
động phụ thuộc vào vị trí bố trí trục cam, loại động cơ và truyền thống của hãng chế tạo. Chẳng hạn, các động cơ diezel công suất lớn thường sử dụng dẫn động bằng bánh răng với các trục cam bố trí dưới (trong thân máy). Các động cơ cỡ nhỏ, đặt trên các xe ôtôcon thường sử dụng dẫn động xích hoặc đai răng.
Bánh răng chủ động được lắp ở đầu trục khuỷu của động cơ và truyền động cho bánh răng (hoặc các bánh răng) trên trục cam. Tỷ số truyền của các cặp bánh răng này bằng 2 đối với các động cơ 4 kỳ và bằng 1 đối với các động cơ 2 kỳ. Trong một số trường hợp các bánh răng dẫn động bơm dầu bôi trơn , bơm nhiên liệu, bộ chia điện... cũng ăn khớp với bánh răng dẫn động cam, tạo thành một cụm và thường được bố trí trong một hộp nằm ở phía đầu động cơ. Để đảm bảo độêm dịu và giảm độ ồn khi làm việc, các bánh răng dẫn động trục cam thường là các bánh răng nghiêng. Khi lắp các bánh răng này cần lưu ý đặt đúng theo dấ u đã đánh trên các bánh răng.
Ưu điểm của dẫn động bằng bánh răng là có độ bền và tuổi thọ cao mà kết cấu lại đơn giản, tuy nhiên nó có nhược điểm lớn làồn. Hiện nay, dẫn động trục cam bằng bánh răng chỉ cònđược sử dụng chủ yếu trên các động cơ lớn, còn trên các động cơ ôtôcon, nó được thay thế bằng dẫn động đai răng và dẫn động xích.
Đối với các động cơ có trục cam bố trí trên, ký hiệu OHC (overhead camshaft) và các động cơ có 2 trục cam bố trí trên, ký hiệu DOHC (dual overhead camshaft) thì trục cam nằm trên nắp máy, do vậy dẫn động bằng đai và xích thuận lợi hơn nhiều so với dẫn động bánh răng. Hơn nữa, các dạng dẫn động này làm việc có độ ồn ít hơn nhiều so với dẫn động bánh răng.
Dẫn động xích: cũng cần phải được bôi trơn giống như dẫn động bánh răng. Để
đảm bảo cho xích luôn có độ căng nhất định trong quá trình làm việc thì cần phải có cơ cấu căng xích tự động hoặc có thể điều chỉnh được. Ngoài ra, để tránh rung động quá mạnh của xích thì phải có bộ phận giảm chấn.
Dẫn động đai răng: được sử dụng ngày càng nhiều trong thời gian gần đây và chiếm số nhiều trên các động cơ ôtôcon. Điều này được lý giải bởi các ưu điểm nổi bật của dẫn động đai là: ít ồn hơn cả dẫn động xích, không cần bôi trơn và không
Hình 2.2.7: Trục khuỷu
đòi hỏi phải điều chỉnh độ căng trong quá trình sử dụng. Hơn nữa, dây đai nhẹ hơn nhiều so với các bánh răng hay xích. Tuy nhiên, để chế tạo được các dây đai đảm bảo độ bền và tuổi thọ cao thì cần phải có công nghệ cao.
Vật liệu chếtạo:
Trục cam chế tạo bằng các loại thép 40A, 45A, 50A. Hiện nay người ta còn chếtạo trục cam bằng gam xámđặc biệt hoặc gang dẻo peclit.
Thành phần gang xám: C (3,2 – 3,4) %; Si (2,3 – 2,5) %; Mn (0,4 – 0,7) %; Cr (0,3 –0,5) %; S không quá 0,1 %; P 0,12 %; Ni (0,5 –0,7) %.
Thành phần gang dẻo: C (2,35 –2,45) % ; Si (0,85–1,0) % ; Mn (0,4–0,5) %; Cr không quá 0,06 %; S và P không quá 0,15 %; Al 0,015 %.
Hư hỏng và nguyên nhân tác hại:
- Chi tiết biến dạng: cong, xoắn trục dẫn đến sự không song song, không vuông góc giữa các bề mặt, các cổ trục...
- Thay đổi kích thước do hao mòn: mòn côn, ô van, giảm chiều cao, mất tính chính xác của biên dạng làm việc. Những hư hỏng này đến một giới hạn nào đó sẽ làm cho đặc tính làm việc của chi tiết, của cặp ma sát không còn đảm bảodẫn đến hư hỏng cụm máy, xe.
- Thay đổi về tính chất: độ cứng, độ đàn hồi, trạng thái ứng suất. - Hư hỏng đột xuất ở mức vĩ mô: gãy vỡ, sứt mẻ, nứt, thủng...