TRỤC CAM INNOVA, HILUX, HIACE, FORTUNER, PRADO 1TR, 2TR [MÁY XĂNG]

TRỤC CAM TOYOTA HILUX, HIACE, FORTUNER 1TRFE, 2TRFE

Trục cam là một bộ phận cơ học phân phối khí trong động cơ đốt trong, có vai trò tiếp nhận năng lượng từ trục khuỷu thông qua bánh răng, dây đai cam hoặc xích cam tạo thành chuyển động quay để đóng, mở các xupap nạp và xả thống qua các vấu cam được thiết kế trên nó. 

Một số công dụng của trục cam như sau:

• Giúp tăng khả năng tối ưu hóa hiệu suất của động thông qua việc mở xupap nạp trong kỳ hút. 
• Mở xupap xả trong kỳ xả.
• Đóng cả hai xupap trong thời gian còn lại. 

Vị trí của trục cam

• Vị trí trục cam ô tô không cố định, tùy thuộc vào từng mẫu xe mà cảm biến vị trí của bộ phận này sẽ khác nhau. Cảm biến này có thể được lắp đặt ngay cạnh dàn cò hoặc trên nắp dàn cò. Trong các động cơ xăng hiện đại, trục cam thường được lắp đặt ở đỉnh xi lanh và nắp hộp chứa. 

  Tùy thuộc vào vị trí lắp đặt mà trục cam có thể vận hành trực tiếp các van hoặc thông qua liên kết giữa cần đẩy và thanh lắc. Cơ chế vận hành này giúp người dùng dễ dàng thao tác và ít xảy ra sự cố hơn, nhưng với điều kiện trục cam phải nằm ở đầu của các xi lanh. 

  Hiện nay trong các động cơ xăng hiện đại, hệ thống cam trên đỉnh, nơi trục cam nằm trên đỉnh dãy xi lanh, khá phổ biến.

Vật liệu chế tạo trục cam

Trục cam thường được chế tạo bằng hai vật liệu chính là:

• Đúc ngang trắng:Loại này thường được sử dụng trong sản xuất quy mô lớn. Quá trình tôi cho ra độ cứng tốt nên trục cam làm từ gang trắng có khả năng chống mài mòn cao. Ngoài ra, có những yếu tố khác được thêm gang vào để phù hợp trong các ứng dụng khác nhau. 
• Thép phôi thanh: Chất liệu này thường được ưu tiên sử dụng khi cần một trục cam chất lượng cao hoặc sản xuất đơn chiếc. Quá trình chế tạo từ thép phôi thanh sẽ mất nhiều thời gian và chi phí hơn. Tuy nhiên, sản phẩm làm ra lại có chất lượng vượt trội hơn nhiều. 

Cấu tạo của trục cam

Trong các động cơ động cơ đốt trong có piston, trục cam được sử dụng để vận hành xupap. Bộ phận này gồm có một thanh có dạng hình trụ chạy theo chiều dài của dãy xi lanh với một số thùy (vấu) hình thuôn nhô ra (vấu cam). Ngoài ra, trên trục cam còn có một số gối đỡ thân trục cam có lỗ thông với đường dầu bôi trơn, gối đỡ này để đỡ thân trục cam nằm trên nắp máy thông qua các miếng bạc có lỗ dầu (bạc trục cam).

Cụ thể các bộ phận chính của trục cam như sau: 

• Trục lái (trục truyền động): Là bộ phận cung cấp chuyển động cho cả cụm. Trục lái có thể vận hành cung cấp chuyển động cho cả cụm. Trục lái có thể vận hành độc lập nhưng hầu hết sẽ được nối với trục khuỷu bằng dây đai. 
• Trục: Trục là bộ phận hỗ trợ giữ tất cả các thành phần khác, có khả năng chịu tải mỏi cao khi động cơ đang chạy.
• Vòng bi: Đây là yếu tố quan trọng trong việc giữ trục ở vị trí chính xác, làm giảm tổn thất ma sát trong quá trình hoạt động. Một đầu của vòng bi sẽ được cung cấp dầu để thay liên tục cho trục cam. 
• Cam: Cam là bộ phận chính của lắp ráp, luôn được đóng và mở các van vào đúng thời điểm. 
• Thùy: Thùy có vai trò đóng mở các van nạp và thải khí. Tốc độ của thùy phụ thuộc vào tốc độ động cơ hiện tại. 

Nguyên lý hoạt động của trục cam

Đối với mỗi kiểu bố trí thì trục cam sẽ tương ứng với mỗi kiểu dẫn động khác nhau. Sau đây là 3 loại dẫn động trục cam phổ biến hiện nay:

Dẫn động trục cam bằng bộ truyền bánh răng

Nếu giữa trục cam và trục khuỷu có khoảng cách thì bộ truyền động bánh răng được sử dụng để dẫn động trục. Trong trường hợp này, chiều quay trục cam ngược lại với chiều quay trục khuỷu. 

• Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, hiệu suất và độ bền rất cao, tuổi thọ lâu dài.
• Hạn chế: Cách bố trí truyền động và gây tiếng ồn lớn.

Dẫn động trục cam bằng bộ truyền xích

• Trong khi giữa trục cam và trục khuỷu tồn tại một khoảng cách đáng kể, trục cam được dẫn động thông qua bộ truyền xích. Lúc này, một đích xích sẽ truyền lực từ trục khuỷu sang trục cam và cả hai đều quay cùng chiều. Khi sử dụng phương pháp dẫn động trục cam này, bạn cần có thêm bộ căng xích để tránh tình trạng xích bị lỏng. Vì khi xích bị lỏng lẻo, năng lượng sẽ không được truyền từ trục khuỷu sang trục cam. 

• Ưu điểm: Gọn nhẹ, dễ dàng truyền động ở khoảng cách trục lớn. 
• Hạn chế: Dễ bị rung động và tạo ra tiếng ồn lớn khi thay đổi tải. 
•  
• Tấm đẩy: Tấm đẩy nằm ở phía bên phải được gắn giữa cam và bánh răng thời gian. Tấm đẩy được gắn trên nắp trước để chuẩn xác theo khe hở chiều. 
• Xích chuỗi: Nhông xích này được gắn vào một đầu của trục cam trong động cơ đốt trong. Cùng với đai định thời và đĩa xích trục khuỷu, xích chuỗi có chức năng duy trì thời gian giữa trục cam và trục khuỷu. 

   Dẫn động trục cam bằng dây đai cam (bộ truyền đai) 

  Cơ cấu trục truyền động bằng dây đai cam thường dùng trong trường hợp trục cam lắp trên cao, cần có bộ căng dây để đảm bảo dây có độ căng khi sử dụng.

• Ưu điểm: Hoạt động êm ái, không cần điều chỉnh độ căng, không cần bôi trơn, chi phí thấp.
• Hạn chế: Độ bền và tuổi thọ không cao.
• Dấu hiệu, nguyên nhân hư hỏng trục cam và phương pháp giải quyết
• Dấu hiệu hư hỏng trục cam

• Trong quá trình làm việc, trục cam cũng bị mài mòn và xuất hiện một số hư hỏng theo thời gian. Một số dấu hiệu hư hỏng thường gặp phổ biến như sau:

  Trục cam bị cong và các cam bị mòn

•  

  Mặt cam bị mòn làm cho khe hở xupap tăng lên, do đó hòa khí hay không khí nạp vào không đủ và khí cháy ra khỏi xi lanh không hết, công suất động cơ giảm xuống, lượng tiêu hao nhiên liệu tăng lên. Bên cạnh đó, trục cam có thể bị đứt gã, mòn cam lệch tâm dẫn động bơm nhiên liệu, mòn gãy các răng dẫn động bơm dầu, chảy hỏng ren và rãnh then. 

  Bạc lót bị mòn, cháy

  Trong quá trình làm việc, mạt tiếp xúc của răng có thể bị mòn, tróc rỗ và dính. Ngoài ra, răng còn có thể bị gãy. Tuy nhiên, hiện tượng hư hỏng phổ biến nhất là mặt tiếp xúc của răng bị mòn dẫn đến khe hở ăn khớp của các bánh răng quá lớn, động cơ làm việc cũng xuất hiện tiếng kêu.

• Trong quá trình hoạt động, xích bị mòn nhiều, đặc biệt là bác và chốt làm cho bước xích tăng lên dẫn đến không ăn khớp với đĩa xích. Khi động cơ làm việc, đặc biệt là khi tốc độ thay đổi hoặc tải trọng tăng thì dễ xảy ra tình trạng tuột xích và có tiếng kêu. 

  Nguyên nhân trục cam bị hư hỏng

  Những nguyên nhân chính dẫn đến trục cam bị hư hỏng phải kể đến là:

• Do các chi tiết bị ma sát lớn trong quá trình làm việc, thiếu dầu bôi trơn, dầu lâu ngày chưa được thay thế bám dính nhiều cặn bẩn. 
• Do quá trình lắp ghép không đúng yêu cầu kỹ thuật, không kiểm tra, bảo dưỡng định kỳ. 

• Phương pháp giải quyết

  Kiểm tra trục cam

  Để trục cam luôn hoạt động tốt và vận hành êm ái, bạn nên kiểm tra thường xuyên. Việc kiểm tra được tiến hành như sau:

• Kiểm tra các vết nứt, xước các bộ phận của trục cam, bánh răng cam hoặc xích, dây đai dẫn động: Dùng kính phóng đại hoặc mắt thường để kiểm tra phát hiện hư hỏng. 
• Kiểm tra trục cam bị cong: Bằng cách đặt trục cam giữa hai mũi chống tâm của máy tiệm và khối v. 
• Kiểm tra khe hở lắp ghép giữa cổ trục và bạc lót: Có thể dùng miếng plastic hoặc dây chì để kiểm tra. Tiến hành làm sạch bề mặt lót, đặt một miếng plastic ngang qua mỗi cổ trục, lắp nắp đậy trục cam và xiết chặt đến momen quy định. Tiếp theo tháo các nắp ra dùng dụng cụ đo và đo độ dày của mảnh plastic đã bị dát mỏng, giá trị đo chính là khe hở lắp ghép giữa cổ trục và bạc lót. 
• Sửa chữa trục cam
•  
• Khi trục cam bị hỏng, có thể sửa chữa bằng cách
• Trục cam hay trục phối khí được làm bằng chất liệu thép cacbon hay thép hợp kim, được gia công nhiệt luyện và mài bóng, điều kiện bôi trơn tương đối tốt nên mòn chậm. Do đó, chỉ 2-3 lần sửa chữa lớn mới mài lại được trục cam. 
• Để thay thế bạc lót trục cam bị mòn hoặc hư hỏng, dùng dụng cụ đo lắp bạc bằng ren hay một đầu đóng. Sau khi lắp bạc vào gối đỡ trục cam, yêu cầu các lỗ dầu trong bạc phải trùng với các lỗ dầu trong nắp máy hoặc thân máy. Cần kiểm tra độ dịch dọc của trục cam bằng căn lá hoặc đồng hồ đo. 
• Bánh răng dẫn động trục cam bị mòn quá nhiều cần phải thay mới hoặc hàn đắp và gia công lại. 
• Nếu xích dẫn động bị bị rão thì cũng cần phải thay mới và tùy thuộc vào từng trường hợp mà quyết định thay cả đĩa xích hay không. Trong một số trường hợp, nếu không có điều kiện thay mới, có thể lộn xích lại bằng cách tháo rời các mắt xích rồi xoay chốt và bạc một góc theo đường tâm để khôi phục lại bước xích ban đầu nhưng phương pháp này ít được sử dụng vì xích sử dụng lại không được lâu. 
• Thay thế dây đai mới nếu phát hiện bất cứ hiện tượng hư hỏng nào ở dây đai.
•  
• Kiểm tra độ mòn của bánh răng cam: Dùng căn lá đo ở ba vị trí khác nhau rồi lấy vị trí số trung bình hoặc dùng dây chì có đường kính 1-2mm đặt giữa hai bánh răng ăn khớp rồi quay bánh răng, sau đó lấy ra và dùng panme hoặc thước cặp để đo chiều dài của dây chì sau khi bị ép.