close

YÊU CẦU TƯ VẤN

HOTLINE - 1900 23 23 89 (1000đ/phút)

logo
email

Kính gửi - Quý khách !

Cảm ơn Quý khách đã quan tâm tới xe VinFast, chúng tôi rất vui mừng được hỗ trợ Quý khách.

Đội ngũ chuyên viên tư vấn của VinFast sẽ liên hệ với Quý khách trong thời gian sớm nhất. Nếu cần hỗ trợ ngay, Quý khách vui lòng liên hệ với VinFast Online qua Hotline 1900 23 23 89

Trân trọng!
TIẾP TỤC XEM
logo vinfast
Vui lòng xác thực email
để đăng nhập vào hệ thống
Quay lại

Tìm hiểu về trục cam và cảm biến vị trí trục cam trên ô tô

17.07.2021 duylinhnds
Chia sẻ bài viết này

Không phải tự nhiên mà các hãng sản xuất ô tô chú trọng đến thiết kế, chế tạo trục cam. Bởi vì bộ phận này đóng vai trò không nhỏ trong việc tối ưu hiệu suất vận hành và tiết kiệm nhiên liệu cho xe.

Cùng với trục khuỷu, trục cam là bộ phận quan trọng của động cơ ô tô, đóng vai trò trong việc kiểm soát thời điểm đánh lửa và phun nhiên liệu vào buồng đốt. Hoạt động của bộ phận này ảnh hưởng không nhỏ đến khả năng vận hành của xe.

Trục cam ô tô là gì?  

Trục cam (Camshaft) là một bộ phận được sử dụng để vận hành xupap giúp nạp và xả khí, tối ưu hiệu suất cho động cơ đốt trong.

truc cam la bo phan quan trong cua dong co o to

Các động cơ ô tô hiện nay thường được điều khiển bằng một trục đơn trên đỉnh (SOHC) hoặc một trục đôi trên đỉnh (DOHC) trên mỗi xi lanh, trong đó DOHC được sử dụng phổ biến hơn. Nhưng với loại động cơ có 2 dãy xi lanh riêng biệt như động cơ V6, V8 thì trên mỗi xi lanh có thể có đến 4 trục.

Trục cam phải làm việc với cường độ cao trong điều kiện môi trường khắc nghiệt nên thường được chế tạo bằng loại vật liệu có độ bền tốt như thép phôi thanh hay đúc gang trắng.

Cấu tạo trục cam

Tùy vào thiết kế của động cơ mà vị trí hay hình dạng trục cam có thể khác nhau nhưng về cơ bản, trục này có cấu tạo gồm 2 phần chính là cổ trục và vấu cam.

Cổ trục dùng để lắp ráp ổ đỡ, thường được làm dưới dạng ổ trượt với lớp hợp kim đồng thanh hoặc hợp kim babit chống mòn. Kích thước cổ trục được tính toán sao cho có thể luồn trục qua các bạc lót của ổ đỡ. Đầu trục thường có thêm vành chặn hoặc vít chặn để cố định vị trí của trục cam.

Trên các động cơ hiện đại, đầu trục thường được bố trí kết hợp với cảm biến để điều khiển góc quay chính xác nhằm đạt được tỷ lệ hòa khí tối ưu nhất

cau tao cua truc cam

Vấu cam hay còn gọi thùy cam bao gồm 2 loại: Loại rời và loại gắn liền. Với những động cơ tốc độ thấp và có kích thước lớn, các vấu cam được làm tời sau đó lắp lên các trục. Còn ở những động cơ tốc độ cao và có kích thước nhỏ, thùy cam thường được chế tạo liền với trục. 

Vấu cam có thể được thiết kế với nhiều hình dạng khác nhau như cam lồi, cam tiếp tuyến, cam lõm,...tùy thuộc vào kết cấu của động cơ. Việc chế tạo vấu cam thường đòi hỏi khắt khe về kỹ thuật gia công, bao gồm độ chính xác về kích thước và quy trình nhiệt luyện để giảm ma sát và chống mài mòn cho bề mặt cam. 

Nguyên lý dẫn động

Các trục cam thường có công nghệ chế tạo và lắp đặt ở những vị trí khác nhau tùy thuộc vào thiết kế của động cơ. Do đó nguyên lý hoạt động cũng có sự khác biệt với 3 kiểu dẫn động phổ biến.

Dẫn động trực tiếp bằng bộ truyền bánh răng

Khi động cơ làm việc, trục cam được trục khuỷu dẫn động qua bánh răng ăn khớp trực tiếp với nhau với quy trình gồm 4 bước nạp, nén, nổ, xả. 

Ở động cơ 4 kỳ, khi trục khuỷu quay 2 vòng, xupap nạp và xupap xả sẽ mở 1 lần, nghĩa là trục cam quay được 1 vòng. Trong trường hợp này, đường kính bánh răng trục cam lớn gấp 2 lần trục khuỷu.

nguyen ly dan dong truc cam bang banh rang

Với động cơ 2 kỳ, tốc độ quay của trục cam tương đương tốc độ quay của trục khuỷu, nghĩa là quy trình xupap nạp và xupap xả 1 lần sẽ tương ứng với 1 vòng quay của trục khuỷu. Đường kính bánh răng của trục cam và trục khuỷu cũng bằng nhau.

Cơ cấu dẫn động bằng bánh răng có hiệu suất cao, hệ thống kết cấu đơn giản, độ bền cao nhưng gây tiếng ồn và khó bố trí vì kích thước lớn nên chỉ thường được dùng cho các động cơ cỡ lớn như xe tải.

Dẫn động gián tiếp bằng xích hoặc đai định thời

Nguyên lý dẫn động gián tiếp cũng gần tương tự như dẫn động bằng bánh răng. Tuy nhiên, các bánh răng trục khuỷu sẽ truyền động cho bánh răng trục cam qua dây trung gian, đó là dây đai hoặc xích.

nguyen ly dan dong cua truc cam bang xich

Kiểu dẫn động bằng xích thường sử dụng cho trục cam ở nắp máy và thân máy với kết cấu gọn nhẹ nhưng vẫn gây tiếng ồn và dễ rung khi đổi tải, độ bền không cao bằng hệ thống dẫn động bánh răng. Ngoài ra, để đảm bảo hoạt động ổn định, hệ thống cần bố trí thêm cơ cấu căng xích và bộ phận giảm chấn, đồng thời cần được bôi trơn thường xuyên.

nguyen ly dan dong cua truc cam bang dai

Trong khi đó, dẫn động trục cam bằng đai (dây curoa) lại không cần bôi trơn, không cần bộ phận điều chỉnh độ căng mà hoạt động êm dịu hơn nên được sử dụng khá phổ biến. Tuy nhiên, dây đai thường có độ bền kém hơn xích và bánh răng nên cần thay mới sau một thời gian vận hành.

Trên các dòng xe ô tô đa dụng từ 4 đến 7 chỗ, các hãng sản xuất xe hơi thường sử dụng kết hợp giữa dẫn động bằng xích và dây đai để cân bằng giữa chi phí và tuổi thọ sử dụng.

Cảm biến vị trí trục cam trên ô tô

Cùng với trục khuỷu, trục cam là bộ phận đóng vai trò quan trọng trong động cơ ô tô. Khả năng hoạt động ổn định và chính xác của hệ thống này sẽ đảm bảo hiệu suất vận hành, tiết kiệm nhiên liệu cho xe.

Trên các dòng xe ô tô hiện đại, các nhà sản xuất trang bị thêm một thiết bị giám sát là cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor - CPS).

Phân loại, cấu tạo và chức năng cảm biến trục cam

Cảm biến CPS được sử dụng trên ô tô gồm 2 loại phổ biến:

 - Cảm biến hiệu ứng điện từ có cấu tạo gồm 1 cuộn dây điện từ và 1 nam châm vĩnh cửu.

 - Cảm biến hiệu ứng Hall có cấu tạo gồm 1 phần tử Hall, 1 nam châm vĩnh cửu và 1 IC tổ hợp nằm trong cảm biến.

Cảm biến này có nhiệm vụ xác định vị trí của cốt cam hay xupap và gửi thông tin tới ECU dưới dạng xung tín hiệu G. Bộ điều khiển điện tử ECU sẽ phân tích các tín hiệu này để xác định điểm chết trên của xi lanh, đồng thời kết hợp với dữ liệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu để tính toán thời điểm đánh lửa và phun nhiên liệu tối ưu nhất.

 cam bien vi tri truc cam tren he thong cam

Nguyên lý hoạt động của cảm biến trục cam

Thông thường, trên mỗi trục cam đều có đĩa tín hiệu G tương ứng với các răng gọi là vấu cực được đánh số khác nhau tùy thuộc vào kiểu động cơ.

Khi trục cam quay nhờ dẫn động của trục khuỷu, các vấu cực này sẽ quét qua đầu của cảm biến, khép kín mạch từ và cảm biến để tạo ra xung tín hiệu G rồi gửi tới ECU. Dựa vào đó, ECU sẽ xác định được điểm chết trên của xi lanh số 1 hoặc các máy khác, kết hợp với tín hiệu từ cảm biến trục khuỷu để đưa ra điều chỉnh về thời điểm đánh lửa hợp lý.

Trong động cơ ô tô, hoạt động của trục cam và cảm biến CPS luôn gắn liền với trục khuỷu. Những bộ phận này hoạt động với độ chính xác càng cao thì hiệu suất vận hành của động cơ càng lớn, định mức tiêu hao nhiên liệu càng được tối ưu.   

Tham khảo thông tin chi tiết, đăng ký lái thử và đặt mua  các mẫu xe ô tô của VinFast như VinFast Fadil, VinFast Lux A2.0, VinFast Lux SA2.0, VinFast PresidentVinFast VF e34 tại website hoặc gọi điện đến hotline 1900 232389 để được hướng dẫn.

duylinhnds Chuyên viên truyền thông

Mục   Cộng đồng
17.07.2021
Tags:
Chia sẻ bài viết này