Động cơ - cách các van đóng mở

Van cho phép hỗn hợp vào xi lanh là van đầu vào; cái mà qua đó các khí đã tiêu thoát ra ngoài là van xả. Chúng được thiết kế để mở và đóng vào những thời điểm chính xác, để cho phép động cơ chạy hiệu quả ở mọi tốc độ.

Hoạt động được điều khiển bởi các thùy hình quả lê, được gọi là cam, trên một trục quay, trục cam, được truyền động bằng xích, dây đai hoặc một bộ bánh răng từ trục khuỷu.

Ở nơi trục cam được gắn trong khối động cơ, các miếng đệm xylanh nhỏ bằng kim loại nằm trong các rãnh phía trên mỗi cam, và từ các miếng đẩy kim loại tappets kéo dài đến đầu xylanh. Phần trên của mỗi thanh đẩy gặp một cánh tay đòn chịu lực chống lại thân van, được giữ ở vị trí nâng lên (đóng) bằng một lò xo cuộn mạnh, lò xo van.

Khi thanh đẩy tăng trên cam, nó sẽ xoay cánh tay quay, đẩy van xuống (mở) chống lại áp lực của lò xo của nó. Khi thùy cam quay thêm, lò xo van đóng vai trò đóng van. Đây được gọi là hệ thống van trên không (OHV).

Một số động cơ không có thanh đẩy; các van được vận hành trực tiếp hơn bởi trục cam đơn hoặc đôi trong chính hệ thống cam trên đầu của xi lanh.

Do có ít bộ phận chuyển động hơn giữa trục cam và van, nên phương pháp cam trên (OHC) hiệu quả hơn và tạo ra nhiều năng lượng hơn cho một công suất động cơ nhất định so với động cơ có thanh đẩy, vì nó có thể hoạt động ở tốc độ cao hơn. Với một trong hai hệ thống, phải có một số hoạt động tự do trong thiết bị vận hành, để van vẫn có thể đóng hoàn toàn khi các bộ phận giãn nở do nhiệt.

Một khe hở khe hở được thiết lập trước là cần thiết giữa thân van và cánh tay đòn hoặc cam, để cho phép mở rộng. Khoảng cách đoạn rối rất khác nhau trên các xe khác nhau và việc điều chỉnh sai có thể gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng.

Nếu khe hở quá lớn, van mở muộn và đóng sớm, làm giảm công suất và tăng tiếng ồn của động cơ.

Khe hở quá nhỏ ngăn không cho các van đóng đúng cách, dẫn đến mất khả năng nén.

Một số động cơ có tappets tự điều chỉnh, được vận hành bằng thủy lực nhờ áp suất dầu động cơ.

Trục cam với thanh đẩy

Hệ thống van trên không (OHV), hoạt động bằng thanh đẩy, có trục khuỷu nằm liền kề và song song với trục khuỷu trong khối xi lanh.

Khi trục khuỷu quay, mỗi van được mở bằng một tay gạt, thanh đẩy và tay quay. Van được đóng bằng áp suất lò xo.

Nhông xích dẫn động trục cam có số răng nhiều gấp đôi so với đĩa xích trục khuỷu, do đó trục cam quay với tốc độ bằng nửa tốc độ động cơ.

Động cơ có trục cam trên không

Động cơ cam trên đầu (OHC) cần ít bộ phận hơn để vận hành van. Các cam hoạt động trực tiếp trên các tappets xô hoặc trên các đòn bẩy ngắn - được gọi là các ngón tay - lần lượt tác động trực tiếp lên các thân van.

Hệ thống phân phối với trọng lượng tăng thêm và độ phức tạp cơ học của cần đẩy và tay quay.

Một chuỗi dài thường được sử dụng để truyền động trục cam từ một đĩa xích trên trục khuỷu, nhưng một chuỗi dài như vậy có xu hướng 'quất'. Vấn đề được khắc phục trong một số thiết kế bằng cách lắp các đĩa xích trung gian và hai xích truyền động ngắn hơn, được giữ ở trạng thái căng.