Chương 5 : HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG TRỤC CAM
5.1 Giới thiệu tổng quan về hệ thống dẫn động trục cam
- 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 dẫn động trực tiếp với trục khuỷu, thông qua cơ cấu bánh răng hoặc gián tiếp thông qua đai hoặc xích
- Yêu cầu của hệ thống dẫn động trục cam
+ Phải đảm bảo dẫn động trục cam theo đúng chu trình nạp , nén , xả , thải của động cơ
+ Làm việc ổn định ít tiếng ồn + Dễ dàng bảo dưỡng sửa chữa + Chi phí thấp dễ chế tạo , thay thế - Vị trí đặt trục cam
+ Trục cam được bố trí ở thân máy , thường được dẫn động bằng bánh răng . Nếu khoảng cách giữa trục cam và trục khuỷu nhỏ thường chỉ dùng một cặp bánh răng nếu khoảng cách lớn phải dùng thêm bánh răng trung gian
+ Trục cam được bố trí ở nắp xy lanh , dẫn động trục cam có thể dùng trục trung gian bằng bánh răng côn hoặc dùng xích răng , dùng đai
5.1.1 Các phương án dẫn động trục cam
5.1.1.1 Dẫn động trục cam bằng bánh răng
- Bánh răng được lắp ở đầu trục khuỷu của động cơ hoặc đuôi trục khuỷu, ở mỗi phương án đều có ưu và nhược điểm riêng. Thông thường, để kết cấu dẫn động đơn giản thì bánh răng được lắp ở đầu trục khuỷu. Tuy nhiên, cơ cấu này sẽ chịu ảnh hưởng của hiện tượng dao động xoắn.
- Bộ dẫn động bánh răng có thể bao gồm hai cặp bánh răng ăn khớp trực tiếp hoặc qua bánh răng trung gian. Đối với động cơ 4 kỳ hai vòng quay của trục khuỷu tương ứng một vòng quay của trục cam nên tỷ số truyền của các cặp bánh răng này bằng hai, với động cơ hai kỳ tỷ số truyền bằng một.
Chương 5: Hệ thống dẫn động trục 12
Hình 5.1: Dẫn động trục cam bằng bánh răng
- Ưu điểm của dẫn động bằng bánh răng là có độ bền và tuổi thọ cao, hiệu suất lớn, kết cấu đơn giản, tuy nhiên nó có nhược điểm là gây ra tiếng ồn và khó bố trí khi dẫn động với khoảng cách trục lớn. Các bánh răng dẫn động trục cam thường là các bánh răng trụ răng nghiêng để giảm ồn . Bộ truyền bánh răng được sử dụng chủ yếu trên các động cơ cỡ lớn như ôtô tải hoặc tàu thủy,…
5.1.1.2 Dẫn động trục cam bằng xích
- Dẫn động xích có thể được sử dụng để dẫn động cho trục cam ở nắp máy hoặc trong thân máy. Ưu điểm của bộ truyền xích là kết cấu gọn nhẹ và dẫn động dễ dàng ở khoảng cách trục lớn. Nhưng nhược điểm cơ bản của bộ dẫn động xích là dễ bị rung động khi thay đổi tải và gây ra tiếng ồn. Giá thành của bộ truyền xích tương đối cao, làm việc lâu dài thường dẫn đến hiện tượng rão do mòn con lăn, chốt xích dẫn đến phải thay mới bộ truyền.
Chương 5: Hệ thống dẫn động trục 12
Hình 5.2: Dẫn động trục cam bằng xích
- Quá trình làm việc bộ dẫn động xích cần được bôi trơn và sử dụng bộ phận dẫn hướng, giảm chấn. Ngoài ra để đảm bảo cho xích luôn có độ căng nhất định cần phải có cơ cấu căng xích tự động hoặc có thể điều chỉnh được.
5.1.1.3 Dẫn động trục cam bằng đai
- Dẫn động đai thường được sử dụng khi trục cam được đặt phía trên nắp máy và phổ biến ở các dòng xe du lịch, xe tải nhỏ. Ưu điểm nổi bật của dẫn động đai là làm việc êm dịu, không cần bôi trơn . Dây đai có giá thành thấp, nhẹ hơn nhiều so với các bánh răng hay xích. Tuy nhiên, tuổi thọ và độ bền của dây đai thấp hơn so với dẫn động bánh răng và dẫn động xích nên sau một thời gian sử dụng theo khuyến cáo của nhà sản xuất cần được thay mới.
Chương 5: Hệ thống dẫn động trục 12
Hình 5.3: Dẫn động trục cam bằng đai