Trục cam là một bộ phận quan trọng trong bộ truyền van của động cơ ô tô. Thiết kế kết cấu và chất lượng gia công của trục cam ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của động cơ. Trong những năm gần đây, do nhu cầu bảo vệ môi trường, các loại động cơ ít tiêu hao nhiên liệu, ít ô nhiễm đang được phát triển. Để giải quyết vấn đề không gây ô nhiễm khí thải ô tô và đạt được tốc độ động cơ cao và công suất đầu ra lớn, nhiều động cơ sử dụng cơ cấu nâng nhiều van và pha van, van biến thiên, làm tăng tải của lò xo van. Đồng thời, để giảm tiêu hao nhiên liệu và tổn thất ma sát, người ta sử dụng kết cấu con lăn giữa cam và tay quay, bề mặt tiếp xúc giữa cam và con lăn tạo thành một vùng áp suất cao, ảnh hưởng đến độ ổn định của chuyển động của trục cam, cân bằng động, chịu mài mòn và chịu xoắn. đưa ra những yêu cầu cao hơn. Ngoài ra, để đạt được mục đích trọng lượng nhẹ và giá thành thấp của ô tô mà không ảnh hưởng đến yêu cầu hoạt động của từng bộ phận, các bộ phận cần được đơn giản hóa hết mức có thể, giảm trọng lượng và sử dụng vật liệu hợp lý hơn.
Nói chung, trong động cơ thẳng hàng, một cam tương ứng với một van. Động cơ chữ V hoặc động cơ boxer dùng chung một cam cho mỗi hai van. Động cơ quay và động cơ không van không cần cam do cấu tạo đặc biệt của chúng.
Để đạt được trọng lượng nhẹ, dễ gia công và chi phí thấp, cũng như tốc độ động cơ cao và công suất đầu ra lớn, phải xem xét lại thiết kế các bộ phận của động cơ, đặc biệt là trục cam, đòi hỏi chúng phải nhỏ gọn về kết cấu, tập trung cao độ về chức năng, trọng lượng nhẹ và có thể chịu được áp suất tiếp xúc cao hơn. Trong ứng dụng trục cam hiện tại, hệ thống bôi trơn đầu xi lanh đã được tập trung trên trục cam rỗng, các thành phần dẫn động bơm nhiên liệu thực hiện phun trực tiếp vào xi lanh được thực hiện trên trục cam và VVT (van điều chỉnh thời gian thay đổi) được thực hiện trên trục cam . được sử dụng ở cuối. Trong bộ truyền động van, các yêu cầu về tính năng đối với từng bộ phận của trục cam là khác nhau. Đối với cam và bánh dẫn động bơm nhiên liệu phải có khả năng chống mài mòn, chống bám dính và rỗ; đối với tạp chí, nó yêu cầu hiệu suất trượt tốt; đối với trục, nó yêu cầu độ cứng tốt, hiệu suất uốn và xoắn.
Với sự phát triển của ô tô nhẹ, trục cam đang phát triển theo hướng nhẹ, chức năng tập trung cao, giá thành rẻ, ưu điểm của việc lắp ráp trục cam dần được mọi người thừa nhận và chấp nhận.
Trục và cam của trục cam chế tạo được chế tạo riêng biệt sau đó lắp ráp lại với nhau. Cam thường được làm bằng thép cacbon hoặc vật liệu luyện kim bột, tạp chí được làm bằng các bộ phận luyện kim bột hoặc ống thép tập trung trên trục gá, và trục gá được làm bằng ống thép liền mạch thành mỏng kéo nguội. Cam bằng thép cacbon có thể được xử lý làm nguội hoặc thấm cacbon tần số cao, và có khả năng chống bám dính và ăn mòn rỗ cao.
Về thiết kế, trục cam lắp ráp có thể được thiết kế với chiều rộng cam hẹp và khoảng nhỏ, cách bố trí các cam rất gọn gàng. So với trục cam truyền thống, nó có ưu điểm là trọng lượng nhẹ, chi phí gia công thấp và sử dụng vật liệu hợp lý, trọng lượng giảm tới 45% so với trục cam trục đặc.
Công nghệ quan trọng của trục cam lắp ráp là phương pháp kết nối, và quá trình sản xuất và thiết bị được xác định bởi các phương pháp kết nối khác nhau. Trục cam lắp ráp bắt đầu vào những năm 1980, và lần đầu tiên được phát triển là trục cam kết nối hàn. Giữa -1980 s, trục cam kết nối thiêu kết được đưa vào sử dụng và trục cam được sản xuất theo phương pháp mở rộng xuất hiện trong cùng thời kỳ. Vào cuối những năm 1990, sự phát triển của trục cam có khía bắt đầu. Các kỹ thuật chế tạo trục cam liên tục được cập nhật khi các phương pháp kết nối mới xuất hiện.
Các trục cam liên kết hàn dễ bị biến dạng nhiệt trong quá trình hàn làm giảm độ chính xác về kích thước của trục cam, thay đổi nhiệt nghiêm trọng cũng dễ bị nứt chi tiết hàn nên khó đảm bảo chất lượng. , Cam phải được kết nối với ống thép bằng cách khuếch tán trong pha lỏng. Quá trình này phải được thực hiện trong lò thiêu kết trên 1000 độ C. Ở nhiệt độ cao, trục dễ bị uốn, dẫn đến sai số về độ chính xác kích thước, và trong quá trình thiêu kết, có những hạn chế về hiệu suất của vật liệu. , yêu cầu một lò thiêu kết lớn, và hiệu suất nhiệt không cao; phương pháp giãn nở trước tiên làm cho cam và ống thép hợp tác, sau đó thêm giãn nở thủy lực hoặc cơ học từ bên trong ống. Để chịu được áp suất bên trong của ống giãn nở, thành cam phải có độ dày nhất định. Đường ống dễ thực hiện, phải sử dụng ống thép thành mỏng, do yêu cầu đặc biệt của hoạt động áp lực cao nên thiết bị cũng có quy mô lớn; mặc dù phương pháp kết nối giao thoa giữa nóng và lạnh được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ phận cơ khí, nó có thể không phù hợp trong sản xuất trục cam. , bởi vì khi cam được nối với ống bọc trục nhiệt, cam bị đốt nóng dẫn đến mềm và khó đảm bảo khả năng chống mài mòn trong quá trình ma sát. Nhiều cam sẽ dẫn nhiệt cho đầu trục khi làm việc, tạo mối liên hệ giữa đầu và cuối công. Nếu số lượng thay đổi, mức độ kết nối không thể được giữ nhất quán; phương pháp knurling có những ưu điểm nhất định về độ tin cậy, độ chính xác, thiết bị, mức tiêu thụ năng lượng, v.v.
Việc phát triển thêm trục cam kết hợp sẽ tập trung vào phát triển vật liệu và tối ưu hóa kỹ thuật xử lý. Thị trường hiện đang phát triển mạnh mẽ và ứng dụng vật liệu composite, chẳng hạn như vật liệu gốm để chế tạo trục cam. MAHLE đang nghiên cứu phát triển các chức năng mở rộng cho trục cam kết hợp. Ví dụ, việc tích hợp các bộ phận truyền động và cảm biến của bơm nhiên liệu cũng đang giúp tăng lực kéo. Đồng bộ hóa các đoạn cam đầu vào hoặc đầu ra trên trục cam SOHC được thực hiện với trục cam lồng nhau MAHLE CamInCam ™.
Trục cam lắp ráp hiện đang phát triển với tốc độ nhanh chóng và chủ yếu được sử dụng trong các động cơ hiệu suất cao. Với sự cải tiến của công nghệ sản xuất trục cam lắp ráp, trục cam lắp ráp có hiệu suất tốt hơn, chi phí thấp hơn và công nghệ đa dạng sẽ xuất hiện.
