- Theo phương pháp giải tích ta tính gần đúng vận tốc của piston là:
3.3.2.Phân tích chọn dạng cam:
3.3.2.1. Yêu cầu:
Khi chọn dạng cam, cần phải xét các điểm sau:
* Dạng cam phải đảm bảo cơ cấu phối khí có trị số “thời gian – tiết diện” lớn nhất nghĩa là khả năng lưu thông dòng khí lớn nhất. Vì vậy cam phải mở xupáp thật nhanh, giữ cho xupáp mở ở vị trí lớn nhất thật lâu và khi đóng thì đóng thật nhanh xupáp.
* Dạng cam phải thích hợp để giai đoạn mở và đóng xupáp có gia tốc và vận tốc nhỏ nhất. Do đó cơ cấu phân phối khí làm việc êm, ít va đập và hao mòn.
* Dạng cam phải đơn giản, dễ chế tạo.
Trên cơ sở đảm bảo 3 yêu cầu trên, động cơ ta thiết kế dùng loại cam lồi.
3.3.2.2. Phương pháp thiết kế cam:
Cam của động cơ TOYOTA 1ZZ-EF được ta chọn là loại cam thiết kế trên cơ sở định sẵn dạng cam. Với phương pháp này, mặt cam là tập hợp của những cung tròn, cung parabol hoặc đường thẳng.v.v. để dễ gia công. Sau đó căn cứ vào quy luật nâng đã định, đạo hàm hai lần với góc quay của trục cam để tìm quy luật gia tốc rồi kiểm tra xem có phù hợp với yêu cầu về gia tốc của cơ cấu phân phối khí hay không.
Theo phương pháp này có ưu điểm là đảm bảo tính công nghệ gia công trục cam được đơn giản. Ngoài ra khi thiết kế theo phương pháp này sẽ phù hợp cho động cơ có tốc độ thấp và trung bình.
Loại cam lồi cung tròn có trị số thời gian – tiết diện lớn nhất. Tuy vậy loại cam lồi này có gia tốc dương lớn nhất do đó cơ cấu phối khí khi làm việc va đập rất mạnh. Trong giai đoạn đóng mở xupáp, lực quán tính tác dụng lên mặt cam có trị số rất lớn. Vì vậy trị số cho phép của gia tốc dương phụ thuộc vào độ cứng của bề mặt tiếp xúc của cam với con đội và độ cứng vững của trục cam cũng như khả năng chịu tải của ổ trục cam. Trị số cho phép của gia tốc âm, phụ thuộc vào khả năng làm việc của lò xo. Để giảm kích thước
của lò xo và giảm phụ tải tác dụng lên lò xo, thường phải khống chế trị số tuyệt đối của gia tốc âm ở phạm vi nhỏ nhất.
Từ quan điểm trên ta thấy dạng cam lồi có trị số tuyệt đối của gia tốc âm nhỏ nhất nên kích thước của lò xo xupáp nhỏ nhất. Để khắc phục nhược điểm gia tốc dương quá lớn của dạng cam lồi có thể dùng các biện pháp công nghệ và thiết kế để tăng độ cứng bề mặt và độ cứng vững của trục cam.