Đây là chuyện không có gì mới trong thiết kế và sử dụng, sửa chữa xe Ô tô, nhưng lại trở thành đề tài khá “hot” trong mấy ngày qua khi có nhiều bàn tán và bất đồng quanh việc Civic dùng Cam Đơn hay Đôi….!
Quay về đề tài chính, chúng ta hãy cùng nhau xem lại các nguyên lý vận hành chính của Cốt Cam qua bài viết xuất sắc và súc tích của Hòa thượng:
Họat động của Cốt Cam!
Và như đã biết, việc động cơ vận hành có hiệu quả hay không phụ thuộc rất nhiều vào việc phân phối khí của cốt (trục)cam và các gối của nó. Theo thời gian, việc dẫn động Cốt Cam và các cơ cấu chấp hành của nó được cải tiến sao cho Động cơ có Hệ Số Nạp càng cao càng tốt, nói nôm na là khả năng “hút” hòa khí vào đầy buồng đốt ở kỳ Hút càng mạnh càng tốt. Sự chênh lệch áp suất không nhiều giữa môi trường và buồng đốt ( lý thuyết tuyệt đối thì cũng chỉ 1atm, thực tế còn ít hơn nhiều) cộng với sự cản trở của tòan bộ hệ thống nạp ( Lọc gió, cổ hút, cổ góp…) làm động cơ rất khó có thể hút lượng hòa khí theo đúng dung tích làm việc ( tất nhiên là đang đề cập tới lúc họat động hết công suất, bướm ga mở tòan phần). Việc cải thiện Hệ số nạp luôn là một trong những ưu tiên hàng đầu của các hãng chế tạo động cơ trong việc cải thiện công suất cũng như hiệu suất, (và cũng chính vì vậy nên Các hệ thống tăng áp khí nạp mới được ra đời.)
Vậy, khi 2 động cơ có cùng kết cấu cơ khí chính( trục khủyu, xilanh, piston, Block máy) như nhau, nếu động cơ nào có Hệ Số nạp cao hơn thì xem như có hiệu suất cao hơn vì sẽ có khả năng chuyển một lượng nhiên liệu lớn hơn thành Động Năng ( dĩ nhiên là cũng lớn hơn!) với cùng một mức tổn hao cơ khí. Hiệu suất này sẽ được thể hiện qua việc động cơ cho ra một công suất lớn hơn với cùng một dung tích động cơ và suất tiêu hao nhiên liệu.
Việc cải thiện Hệ Số Nạp ( bỏ qua các hệ thống tăng áp vốn phức tạp và đắt tiền nên không thực sự phổ biến) thường là : giảm sức cản của đường khí nạp, tăng kích thước đường hút cụ thể là tăng kích thước Súp páp hút hay tăng số Súp páp ( cũng chính vì phương án này nên việc lựa chọn tỉ số hành trình S/D (Hành trình / Đường kính Xilanh) cũng thiên về giá trị nhỏ để có thể chế tạo các Súp páp lớn hơn) , tận dụng vận tốc xe để làm khí được hút vào mạnh hơn…..
Khi một động cơ có nhiều Súp páp (Valve), việc dẫn động nó trở nên phức tạp hơn là dĩ nhiên, và một phương án thiết kế hay được chọn là dùng Cam Đôi ( DOHC), ở cấu tạo này thì sẽ có 2 trục cam cho 1 dãy Xilanh, 1 trục đảm nhiệm dẫn động Súp páp hút và trục kia dẫn động Súp páp xả. Tuy nhiên, đây không hề là phương án duy nhất khả thi. Thực tế cho thấy, nhiều Động cơ sử dụng công nghệ nhiều Súp páp vẫn có thể chỉ sử dụng duy nhất 1 trục cam nhưng vẫn vận hành bền bỉ và hiệu quả. Minh chứng là dòng Động cơ của HONDA ACCORD 90-93, vẫn với 1 trục Cam nhưng mỗi Xilanh cũng có 4 Súp páp và đây là lọai động cơ có tiếng là mạnh và bền bỉ, là 1 trong những yếu tố giúp xe hơi Honda “lấy tiếng” tại những thị trường được xem là “khó tính”.
Khi chỉ dùng 1 trục Cam để dẫn động nhiều Súp páp, người ta cũng có nhiều cách thiết kế. Chẳng hạn sẽ làm “cò” đôi hoặc 4 gối Cam cho 1 một Xilanh trên cùng trục. Việc chế tạo cốt cam dạng này ( một cốt cam cho động cơ I4 sẽ có 16 gối chia thành 2 nhóm chính là hút và xả có biên dạng khác nhau, trên từng đọan sẽ lệch nhau 90 độ cho mỗi máy) xem ra phức tạp hơn là chế tạo 2 trục cam 8 gối, mỗi trục chỉ có duy nhất 1 biên dạng nhưng được đánh lệch pha 90độ. Trên quan điểm này thì : việc chế tạo một cái Cam Đơn ( SOHC) có khi còn “khó ve” hơn là 2 cây Hút Xả riêng biệt cho DOHC đó nhá. Hơn nữa, nếu chọn phương án “Cam đơn” thì ta sẽ có 1 nắp Culass nhỏ gọn và ít tốn kém nguyên liệu hơn cho việc chế tạo nó cũng như giảm thiểu được các chi tiết dẫn động như Bánh Răng Cam, dây Xích Cam hay Cu roa Cam v.v….Tổn hao cơ khí và năng lượng dẫn động cho cơ cấu phân phối khí sẽ ít hơn, hiệu suất khối lượng cũng sẽ tăng lên.
Tuy nhiên, không phải vì vậy mà DOHC lại bị “kém cạnh”, nó vẫn có rất nhiều cái mà SOHC không có được. Trước mắt là việc dẫn động trục Súp Páp có thể trực tiếp qua Gối đỡ mà không cần chi tiết trung gian là “cò”. Việc này thì SOHC cũng “làm được” nhưng thường là chỉ cho các động cơ 2 Súp páp và thực ra cũng ít phổ biến. Hơn nữa, với một không gian “thỏai mái” hơn thì việc thiết kế góc đặt Súp Páp sao cho buồng đốt đạt hình dạng mong muốn (bán cầu chẳng hạn…) và các hệ thống khác ( VD : VVT-i ) sẽ trở nên dễ dàng cũng như tin cậy hơn. Và cũng chính vì chế tạo có phần hiệu quả hơn nên DOHC hay là lựa chọn của các nhà thiết kế động cơ nhiều Súp Páp, đặc biệt là cho các động cơ có dung tích tầm tương đối. Nó trở nên phổ biến và được quảng cáo rộng rãi tới mức đôi khi người ta đánh đồng DOHC với động cơ nhiều Súp Páp, đa số người tiêu dùng khi nghe tới DOHC là nghĩ ngay tới “máy mạnh” và công nghệ cao mà đôi khi quên mất cái cốt lõi của vấn đề là cái động cơ đó có thực sự cải thiện được Hệ số nạp(nói riêng) hay Hiệu suất (nói chung) hay không ? Một động cơ dùng DOHC (vốn rườm rà!) mà không có hệ số nạp tốt do thiết kế chưa hòan hảo thì ôi thôi, cái Công Nghệ đỉnh cao DOHC kia lại trờ thành 1 cái … nợ thực sự. Bác nào đã chơi xe máy thì biết là có vài cái Môtô bị dân chơi coi như “đồ bỏ” vì cái tội “bé mà bày đặt DOHC” ( Honda CBX, Virago 125..) Nếu em nhớ không nhầm thì chiếc FIAT 125 đời… trước 75 cũng đã xài DOHC nhưng động cơ xe này chả có gì ấn tượng hết vì nó cũng chỉ có 2 súp páp cho 1 xilanh mà thôi ( Hình như cũng có vài dòng LADA dùng lọai động cơ này, bác nào rành máy LADA confirm hộ em với).Hiện nay cũng có biết bao cái xe trang bị động cơ DOHC chạy nhan nhản ngòai đường, động cơ của nó cũng chả là gì ghê gớm nếu các phần khác chưa thiết kế hòan hảo. Có ai khen nức nở cái động cơ Nubira DOHC đâu mà tòan chỉ thấy than phiền cái tật “Rồ Ga” của nó thôi.
Vậy nên, nếu xét tới 1 cái động cơ thì cái đáng tin cậy nhất chính là Công suất và Hiệu suất của nó. Điều đó dễ dàng thấy được trên các thông số kỹ thuật cơ bản mà NSX phải đăng ký và được cấp phép bởi chính phủ cũng như trong thực tế sử dụng xe. Bất kể nó sử dụng Công Nghệ gì, nếu nó thực sự mạnh mẽ, êm ái và tiết kiệm thì thích rồi. Trong một động cơ xe có biết bao bí quyết và tính tóan của NSX, đâu đơn giản là chỉ 1 vài chi tiết có thể làm nên cả một thương hiệu. Cũng cùng dung tích và công nghệ, vẫn có những động cơ họat động tin cậy và hiệu quả hơn hẳn lọai kia đó thôi ( VD nhé : Zace dùng động cơ 7K1.8, Cam dưới đũa đẩy được xem là lỗi thời rồi nhưng trong thực tế vẫn được dân tình cho là “ngon” hơn động cơ Jolie, 2.0 Cam “ô vờ hét” đó thui.)
Tóm lại, DOHC hay SOHC chỉ là một phương án thiết kế động cơ dù nó có là lọai nhiều súp páp cho mỗi Xilanh hay không, mỗi phương án đều tồn tại ưu và nhược điểm nhất định. Tùy theo yêu cầu thực tế mà NSX sẽ quyết định phương án nào thích hợp để chế tạo. Tất cả là nhằm vào mục đích cân đối được thật nhiều yếu tố như Kỹ thuật, Giá thành sản xuất, mức độ tương thích với thị trường..... chứ không đơn thuần chỉ tập trung vào 1 khía cạnh nào đó. Không phải hễ DOHC là phải "hơn hẳn" SOHC hay ngược lại. Là người tiêu dùng, thì thực tế cảm nhận và sử dụng xe là quan trọng nhất, nếu có 1 cái xe Công Nghệ Hybrid nào đó mà tiêu tốn 20l/100km thì các bác có chọn mua không?
Quay về đề tài chính, chúng ta hãy cùng nhau xem lại các nguyên lý vận hành chính của Cốt Cam qua bài viết xuất sắc và súc tích của Hòa thượng:
Họat động của Cốt Cam!
Và như đã biết, việc động cơ vận hành có hiệu quả hay không phụ thuộc rất nhiều vào việc phân phối khí của cốt (trục)cam và các gối của nó. Theo thời gian, việc dẫn động Cốt Cam và các cơ cấu chấp hành của nó được cải tiến sao cho Động cơ có Hệ Số Nạp càng cao càng tốt, nói nôm na là khả năng “hút” hòa khí vào đầy buồng đốt ở kỳ Hút càng mạnh càng tốt. Sự chênh lệch áp suất không nhiều giữa môi trường và buồng đốt ( lý thuyết tuyệt đối thì cũng chỉ 1atm, thực tế còn ít hơn nhiều) cộng với sự cản trở của tòan bộ hệ thống nạp ( Lọc gió, cổ hút, cổ góp…) làm động cơ rất khó có thể hút lượng hòa khí theo đúng dung tích làm việc ( tất nhiên là đang đề cập tới lúc họat động hết công suất, bướm ga mở tòan phần). Việc cải thiện Hệ số nạp luôn là một trong những ưu tiên hàng đầu của các hãng chế tạo động cơ trong việc cải thiện công suất cũng như hiệu suất, (và cũng chính vì vậy nên Các hệ thống tăng áp khí nạp mới được ra đời.)
Vậy, khi 2 động cơ có cùng kết cấu cơ khí chính( trục khủyu, xilanh, piston, Block máy) như nhau, nếu động cơ nào có Hệ Số nạp cao hơn thì xem như có hiệu suất cao hơn vì sẽ có khả năng chuyển một lượng nhiên liệu lớn hơn thành Động Năng ( dĩ nhiên là cũng lớn hơn!) với cùng một mức tổn hao cơ khí. Hiệu suất này sẽ được thể hiện qua việc động cơ cho ra một công suất lớn hơn với cùng một dung tích động cơ và suất tiêu hao nhiên liệu.
Việc cải thiện Hệ Số Nạp ( bỏ qua các hệ thống tăng áp vốn phức tạp và đắt tiền nên không thực sự phổ biến) thường là : giảm sức cản của đường khí nạp, tăng kích thước đường hút cụ thể là tăng kích thước Súp páp hút hay tăng số Súp páp ( cũng chính vì phương án này nên việc lựa chọn tỉ số hành trình S/D (Hành trình / Đường kính Xilanh) cũng thiên về giá trị nhỏ để có thể chế tạo các Súp páp lớn hơn) , tận dụng vận tốc xe để làm khí được hút vào mạnh hơn…..
Khi một động cơ có nhiều Súp páp (Valve), việc dẫn động nó trở nên phức tạp hơn là dĩ nhiên, và một phương án thiết kế hay được chọn là dùng Cam Đôi ( DOHC), ở cấu tạo này thì sẽ có 2 trục cam cho 1 dãy Xilanh, 1 trục đảm nhiệm dẫn động Súp páp hút và trục kia dẫn động Súp páp xả. Tuy nhiên, đây không hề là phương án duy nhất khả thi. Thực tế cho thấy, nhiều Động cơ sử dụng công nghệ nhiều Súp páp vẫn có thể chỉ sử dụng duy nhất 1 trục cam nhưng vẫn vận hành bền bỉ và hiệu quả. Minh chứng là dòng Động cơ của HONDA ACCORD 90-93, vẫn với 1 trục Cam nhưng mỗi Xilanh cũng có 4 Súp páp và đây là lọai động cơ có tiếng là mạnh và bền bỉ, là 1 trong những yếu tố giúp xe hơi Honda “lấy tiếng” tại những thị trường được xem là “khó tính”.
Khi chỉ dùng 1 trục Cam để dẫn động nhiều Súp páp, người ta cũng có nhiều cách thiết kế. Chẳng hạn sẽ làm “cò” đôi hoặc 4 gối Cam cho 1 một Xilanh trên cùng trục. Việc chế tạo cốt cam dạng này ( một cốt cam cho động cơ I4 sẽ có 16 gối chia thành 2 nhóm chính là hút và xả có biên dạng khác nhau, trên từng đọan sẽ lệch nhau 90 độ cho mỗi máy) xem ra phức tạp hơn là chế tạo 2 trục cam 8 gối, mỗi trục chỉ có duy nhất 1 biên dạng nhưng được đánh lệch pha 90độ. Trên quan điểm này thì : việc chế tạo một cái Cam Đơn ( SOHC) có khi còn “khó ve” hơn là 2 cây Hút Xả riêng biệt cho DOHC đó nhá. Hơn nữa, nếu chọn phương án “Cam đơn” thì ta sẽ có 1 nắp Culass nhỏ gọn và ít tốn kém nguyên liệu hơn cho việc chế tạo nó cũng như giảm thiểu được các chi tiết dẫn động như Bánh Răng Cam, dây Xích Cam hay Cu roa Cam v.v….Tổn hao cơ khí và năng lượng dẫn động cho cơ cấu phân phối khí sẽ ít hơn, hiệu suất khối lượng cũng sẽ tăng lên.
Tuy nhiên, không phải vì vậy mà DOHC lại bị “kém cạnh”, nó vẫn có rất nhiều cái mà SOHC không có được. Trước mắt là việc dẫn động trục Súp Páp có thể trực tiếp qua Gối đỡ mà không cần chi tiết trung gian là “cò”. Việc này thì SOHC cũng “làm được” nhưng thường là chỉ cho các động cơ 2 Súp páp và thực ra cũng ít phổ biến. Hơn nữa, với một không gian “thỏai mái” hơn thì việc thiết kế góc đặt Súp Páp sao cho buồng đốt đạt hình dạng mong muốn (bán cầu chẳng hạn…) và các hệ thống khác ( VD : VVT-i ) sẽ trở nên dễ dàng cũng như tin cậy hơn. Và cũng chính vì chế tạo có phần hiệu quả hơn nên DOHC hay là lựa chọn của các nhà thiết kế động cơ nhiều Súp Páp, đặc biệt là cho các động cơ có dung tích tầm tương đối. Nó trở nên phổ biến và được quảng cáo rộng rãi tới mức đôi khi người ta đánh đồng DOHC với động cơ nhiều Súp Páp, đa số người tiêu dùng khi nghe tới DOHC là nghĩ ngay tới “máy mạnh” và công nghệ cao mà đôi khi quên mất cái cốt lõi của vấn đề là cái động cơ đó có thực sự cải thiện được Hệ số nạp(nói riêng) hay Hiệu suất (nói chung) hay không ? Một động cơ dùng DOHC (vốn rườm rà!) mà không có hệ số nạp tốt do thiết kế chưa hòan hảo thì ôi thôi, cái Công Nghệ đỉnh cao DOHC kia lại trờ thành 1 cái … nợ thực sự. Bác nào đã chơi xe máy thì biết là có vài cái Môtô bị dân chơi coi như “đồ bỏ” vì cái tội “bé mà bày đặt DOHC” ( Honda CBX, Virago 125..) Nếu em nhớ không nhầm thì chiếc FIAT 125 đời… trước 75 cũng đã xài DOHC nhưng động cơ xe này chả có gì ấn tượng hết vì nó cũng chỉ có 2 súp páp cho 1 xilanh mà thôi ( Hình như cũng có vài dòng LADA dùng lọai động cơ này, bác nào rành máy LADA confirm hộ em với).Hiện nay cũng có biết bao cái xe trang bị động cơ DOHC chạy nhan nhản ngòai đường, động cơ của nó cũng chả là gì ghê gớm nếu các phần khác chưa thiết kế hòan hảo. Có ai khen nức nở cái động cơ Nubira DOHC đâu mà tòan chỉ thấy than phiền cái tật “Rồ Ga” của nó thôi.
Vậy nên, nếu xét tới 1 cái động cơ thì cái đáng tin cậy nhất chính là Công suất và Hiệu suất của nó. Điều đó dễ dàng thấy được trên các thông số kỹ thuật cơ bản mà NSX phải đăng ký và được cấp phép bởi chính phủ cũng như trong thực tế sử dụng xe. Bất kể nó sử dụng Công Nghệ gì, nếu nó thực sự mạnh mẽ, êm ái và tiết kiệm thì thích rồi. Trong một động cơ xe có biết bao bí quyết và tính tóan của NSX, đâu đơn giản là chỉ 1 vài chi tiết có thể làm nên cả một thương hiệu. Cũng cùng dung tích và công nghệ, vẫn có những động cơ họat động tin cậy và hiệu quả hơn hẳn lọai kia đó thôi ( VD nhé : Zace dùng động cơ 7K1.8, Cam dưới đũa đẩy được xem là lỗi thời rồi nhưng trong thực tế vẫn được dân tình cho là “ngon” hơn động cơ Jolie, 2.0 Cam “ô vờ hét” đó thui.)
Tóm lại, DOHC hay SOHC chỉ là một phương án thiết kế động cơ dù nó có là lọai nhiều súp páp cho mỗi Xilanh hay không, mỗi phương án đều tồn tại ưu và nhược điểm nhất định. Tùy theo yêu cầu thực tế mà NSX sẽ quyết định phương án nào thích hợp để chế tạo. Tất cả là nhằm vào mục đích cân đối được thật nhiều yếu tố như Kỹ thuật, Giá thành sản xuất, mức độ tương thích với thị trường..... chứ không đơn thuần chỉ tập trung vào 1 khía cạnh nào đó. Không phải hễ DOHC là phải "hơn hẳn" SOHC hay ngược lại. Là người tiêu dùng, thì thực tế cảm nhận và sử dụng xe là quan trọng nhất, nếu có 1 cái xe Công Nghệ Hybrid nào đó mà tiêu tốn 20l/100km thì các bác có chọn mua không?
Last edited by a moderator:
Chủ đề tương tự
Ngày đăng:
