Khoa cơ khí động lực hệ thống phân phối khí camshaft phasingdual vvt i dualvariable valve timing intelligent(toyota)vanos variable nockenwellen steuerung (lexus)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUÂT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Khoa Cơ Khí Động Lực HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ CAMSHAFT PHASING Dual VVT-i - Dual Variable Valve Timing intelligent (Toyota) VANOS-Variable nockenwellen steuerung (Lexus) GVHD: PGS.TS Lý Vĩnh Đạt SVTH: Đoàn Minh Quân TP.HCM, ngày 10 tháng năm 2022 Mục lục Phần 1: Lí sử dụng công nghệ 1.1 Hệ thống Dual VVT-i…………………………………………………….2 1.2 Hệ thống VANOS……………………………………………………… Phần 2: Cấu tạo 2.1 Hệ thống Dual VVT-i 2.1.1 Mô tả tổng thể hệ thống Dual VVT-i 2.1.2 Cấu tạo hệ thống Dual VVT-i .7 2.1.2.1 Bộ điều khiển Dual VVT-i 2.1.2.2 Van điều khiển dầu phối khí trục cam 2.2 Hệ thống VANOS …………………………………………………… Phần 3: Nguyên lí hoạt động 12 3.1 Hệ thống Dual VTT-i…………………………………………….…… 12 3.1.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống Dual VVT-i .12 3.1.2 Nguyên lí hoạt động Dual VVT-i 13 3.1.2.1 Phương pháp thay đổi thời điểm phối khí 13 3.1.3.2 Điều khiển thời điểm phối khí 16 3.2 Hệ thống VANOS……………………………………….……… 19 Phần 4: Ưu nhược điểm hệ thống .20 4.1 Bảng so sánh……………….……………………………………………20 4.2 Sơ lượt hệ thống Dual VVT-iE Lexus 22 Phần 5: Lịch sử cải tiến 23 5.1 Hệ thống Dual VVT-i…………………………………………… ……23 5.1.1 Quá trình cải tiến VVT thành Dual VVT-i 23 5.1.2 Quá trình cải tiến Dual VVT-i thành hệ thống khác 27 5.2 Hệ thông VANOS …………………………………………………… 32 Phần 6: Ảnh hưởng hệ thống đến kỹ thuật sử dụng động cơ.33 6.1 Hệ thống Dual VVT-i………………………………………………… 33 6.2 Hệ thống VANOS …………………………………………………… 33 Phần 7: Tình hình sử dụng tương lai Việt Nam giới 34 7.1 Hệ thống Dual VVT-i……………………………………… …………34 7.2 Hệ thống VANOS…………………………………………………….…35 KẾT LUÂN 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 Phần 1: Lí sử dụng cơng nghệ 1.1 Hệ thống Dual VVT-i Do động ô tô hoạt động thay đổi tốc độ mà tốc độ lại tương ứng với thông số thời điểm, độ nâng thời gian mở xupap khác Đối với động cổ điển pha phân phối khí thực tế chọn tối ưu số vịng quay phụ thuộc vào điều kiên sử dụng động độ nâng xupap không thay đổi Nếu đặt điều kiện hoạt động tối ưu xupap tốc độ thấp q trình đốt nhiên liệu lại khơng hiệu động hoạt động tốc độ cao, khiến công suất chung động bị giới hạn Ngược lại, đặt điều kiện tối ưu tốc độ cao động lại hoạt động khơng tốt tốc độ thấp Từ hạn chế nên hệ thống phân phối khí đại đời với ý tưởng tìm cách tác động để thời điểm mở xupap, độ mở, khoảng thời gian mở độ nâng xupap biến thiên theo tốc độ động khác cho chúng mở lúc, khoảng mở thời gian mở đủ để nạp đầy hòa khí vào buồng đốt xả khí cháy ngồi Dựa vào ngun tắc hãng có cấu thay đổi pha phân phối khí độ nâng xupap mang tên công nghệ khác cải tiến qua giai đoạn Toyota phát minh hệ thống Dual VVT-i thay đổi pha phân phối khí liên tục tùy thuộc vào tốc độ động khác ECU động điều khiển, hệ thống làm trễ, sớm hay giữ nguyên thời điểm phối khí so với thời điểm chuẩn tùy thuộc vào thông số chế độ hoạt động động Dual VVT-i biến thể hệ thống Dual VVT-i Nếu Dual VVT-i điều phối van nạp đóng mở thời điểm hệ thống Dula Dual VVT-i điều phối đóng mở van nạp xả thời điểm Với cải tiến hệ thống giúp cho cải thiện tiết kiệm nhiên liệu, tăng công suất động đặc biệt giảm nhiễm khí thải mơi trường đáng kể so với Dual VVT-i Đó lý sử dụng công nghệ Dual VTT-i động Toyota 1.2 Hệ thống VANOS Cơ cấu VANOS dùng cho hai trục cam nạp thải gọi DOPPER VANOS Bánh xích để dẫn động từ trục khuỷu nối với trục then hoa, tác dụng áp suất dầu lấy từ hệ thống bôi trơn có bơm cao áp để nâng lên áp suất 100 bar, trục then hoa có chuyển động dọc trục Bánh nghiêng cuả trục then hoa ăn khớp với bánh nghiêng dẫn động trục cam Khi trục then hoa dịch chuyển dọc trục trục cam xoay tương đối góc 600 tính theo góc quay trục khuỷu so với bánh xích dẫn động trục cam lắp trục khuỷu Động BMW có cam nạp dịch chuyển 600 v cam xả dịch chuyển 450 (tính theo góc quay trục khuỷu) Do trục cam dẫn động từ trục khuỷu qua bánh xích nên BMW hai trục cam xoay tương đối vị trí ban đầu theo hướng mở muộn VANOS kết hợp thiết bị điều khiển hệ thống điều khiển thuỷ lực để điều khiển trục cam quản lý (DME) hệ thống điều khiển động xe Hệ thống VANOS làm việc dựa nguyên tắc điều khiển cấu hệ thống, mà việc điều chỉnh làm thay đổi vị trí tương đối trục cam nạp trục khuỷu Double_VANOS làm tăng khả điều chỉnh trục cam điều khiển xupap nạp trục cam điều khiển xupap xả động VANOS làm cho việc điều khiển trục cam nạp hoat động đáp ứng tốc độ động vị trí bàn đạp (chân đạp ga) tăng tốc thay đổi Khi giảm thấp tốc độ động xuống tới tốc độ quay thấp ổn định (ứng với vạch thấp đồng hồ đo tốc độ động cơ), VANOS cao chất lượng hoạt động động tốc độ thấp ổn định Ở tốc độ vừa (trung bình) động cơ, xupap nạp điều khiển để mở sớm hơn, điều làm tăng tốc độ quay làm tăng khả hút khí vào bên xylanh, giúp cho việc lưu thơng khơng khí bên xylanh cải thiện đáng kể Do làm giảm lượng nhiên liệu bị tiêu hao làm giảm lượng nhiên liệu bị thoát theo khí thải Cuối tốc độ động cao xupap nạp lại điều khiển mở muộn so với trường hợp trung tốc (góc nạp sớm nhỏ hơn), Khi khai thác hết công xuất động VANOS làm tăng đáng kể công xuất mô men xoắn động cơ, điều chỉnh việc cung cấp lượng hồ khí cho động mức độ tối ưu, tiết kiệm nhiên liệu Hệ thống điều chỉnh kiểu VANOS giúp cho việc điều khiển hệ thống phân phốikhí chế độ tối ưu Hệ thống điều chỉnh trục cam nạp trục cam xả, điều chỉnh thời điểm đóng, mở xupap nạp xupap xả theo chế độ yêu cầu động Nhờ việc điều chỉnh hợp lý cấu xupap nạp xupap xả để tiết kiệm lượng nhiên liệu động hoạt động chế độ khác lượng nhiên liệu thất ngồi theo khí thải q trình xả động kết giảm chi phí nhiên liệu vận hành động Làm tăng công suất định mức động hiệu kinh tế sử dụng động tăng Phần 2: Cấu tạo 2.1 Hệ thống Dual VVT-i 2.1.1 Mô tả tổng thể hệ thống Dual VVT-i Hệ thống Dual VVT-i động Hệ thống Dual VVT-i thiết kế để điều khiển trục cam nạp xả phạm vi tương ứng 50 độ 40 độ (của góc trục khuỷu) để cung cấp thời điểm phối khí tối ưu phù hợp với tình trạng động Điều giúp cải thiện mô men xoắn tất dải tốc độ tăng khả tiết kiệm nhiên liệu giảm lượng khí thải Tổng thể hệ thống Dual VVT-i gồm:  Bộ điều khiển Dual VVT-i nằm đầu trục cam tạo khác biệt lượng thời gian trục cam trục khuỷu thiết bị truyền động thủy lực  Van điều khiển dầu phối khí trục cam (OCV) điều khiển áp suất dầu tới điều khiển Dual VVT-i theo lệnh ECU  Bộ xử lý trung tâm ECU 32 bit tính thời điểm mở van tối ưu dựa điều kiện vận hành động  Bơm đường dẫn dầu, xupap, cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến lưu lượng khí nạp, cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến vị trí trục cam, tín hiệu tốc độ xe Sơ đồ tổng thể hệ thống Dual VVT-i Intake Camshaft Timing Oil Control Valve (Van điều khiển dầu phối khí trục cam nạp); Exhaust Camshaft Timing Oil Control Valve (Van điều khiển dầu phối khí trục cam xả); Intake Camshaft Position Sensor (Cảm biến vị trí trục cam nạp); Exhaust Camshaft Position Sensor (Cảm biến vị trí trục cam xả); Crankshaft Position Sensor (Cảm biến vị trí trục khuỷu); Engine Coolant Temperature Sensor (Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ); Mass Air Flow; Meter (Cảm biến lưu lượng khí nạp); Throttle Position Sensor (Cảm biến vị trí bướm ga) 2.1.2 Cấu tạo hệ thống Dual VVT-i Bộ chấp hành hệ thống Dual VVT-i bao gồm điều khiển Dual VVT-i dùng để xoay trục cam nạp xả, áp suất dầu dùng làm lực xoay cho điều khiển Dual VVT-i van điều khiển dầu phối khí trục cam để điều khiển đường dầu 2.1.2.1 Bộ điều khiển Dual VVT-i Mỗi điều khiển Dual VVT-i bao gồm vỏ dẫn động xích cam cánh gạt cố định trục cam nạp xả Cả hai bên nạp xả có cánh gạt bốn cánh Áp suất dầu từ phía làm sớm hay làm muộn trục cam nạp xả xoay cánh gạt điều khiển Dual VVT-i để thay đổi liên tục thời điểm phối khí trục cam nạp xả Khi động dừng, chốt khóa khóa trục cam nạp đầu muộn trục cam xả đầu sớm nhất, để đảm bảo động khởi động cách Một lò xo trợ lực phía trước cung cấp điều khiển Dual VVT-i phía ống xả Lị xo tác dụng mơ men xoắn theo hướng trước động dừng, đảm bảo ăn khớp chốt khóa Khi áp suất dầu không đến điều khiển Dual VVT-i sau động khởi động, chốt hãm hãm cấu hoạt động điều khiển Dual VVT-i để tránh tiếng gõ  Bộ điều khiển Dual VVT-i bên nạp Cấu tạo điều khiển Dual VVT-i bên nạp Housing (Thân điều khiển); Vane (Fixed on Intake Camshaft) (Cánh gạt cố định với trục cam nạp); Lock Pin (Chốt hãm); Sprocket (Đĩa xích); Intake Camshaft (Trục cam nạp); At a Stop (Trạng thái hãm); In Operation (Khi hoạt động); Oil Pressure (Áp suất dầu)  Bộ điều khiển Dual VVT-i bên xả Cấu tạo điều khiển Dual VVT-i bên xả Advance Assist Spring (Lò xo trợ lực); Vane (Fixed on Exhaust Camshaft) (Cánh gạt cố định với trục cam xả); Exhaust Camshaf (Trục cam xả) 2.1.2.2 Van điều khiển dầu phối khí trục cam Cấu tạo Van điều khiển dầu phối khí trục cam To Dual VVT-iController (Advanced Side)* (Phía sớm); Spring (Lò xo); Drain (Xả); Spool Valve (Van trượt); To Dual VVT-i Controller (Retarded Side)* (Phía muộn); *: Trên van điều khiển dầu phía xả, làm sớm làm muộn đảo ngược 2.2 Hệ thống VANOS Hệ thống điện điều khiển: Modul điều khiển động chịu trách nhiệm kích hoạt van solenoid VANOS dựa vào biểu đồ chương trình lưu DME thơng qua tín hiệu đầu vào:  Tốc độ động  Tải động  Nhiệt độ nước làm mát  Vị trí trục cam  Nhiệt dộ dầu Tùy thuộc vào loại hệ thống VANOS mà sử dụng solenoid loại on/off hay điều độ rộng xung PWM (Pulse Width Modulation) Cấu tạo solenoid Loại Loại Điều chỉnh vô động VANOS cấp M50TU Single Không Solenoid Solenoid on/off Động điện dẫn động trục cam nạp quay tốc độ với trục cam Để trì thời gian trục cam, động điện hoạt động tốc độ với trục cam Để làm sớm thời điểm mở van, ECU điều khiển động điện quay nhanh chút so với trục cam Để làm muộn thời điểm mở van, động điện quay chậm tốc độ trục cam Phần 5: Lịch sử cải tiến 5.1 Hệ thống Dual VVT-i 5.1.1 Quá trình cải tiến VVT thành Dual VVT-i *VVT hệ I (1991-2001) Hệ thống VVT ban đầu hoạt động cách tương đối đơn giản số vòng quay cố định (4400 vịng/phút động 20 xupap 4AGE) tín hiệu từ ECU làm cho van điều khiển dầu phối khí trục cam mở, làm cho áp suất dầu qua đường đặc biệt cam nạp, xuyên qua trung tâm cam nạp tới điều khiển VVT Trong có piston nhỏ, áp suất dầu đẩy piston phía sau, làm cho phần phía ngồi pully điều chỉnh với phần bên trong, then hình trơn ốc nên điều khiển hướng piston Như vậy, tín hiệu từ ECU làm điều khiển VVT hoạt động, van điều khiển dầu phối khí trục cam mở, ngun nhân làm điều khiển VVT hoạt động sớm 30 độ góc quay trục khuỷu (sớm 15 độ so với thân nó) 23 Sơ đồ điều khiển van biến thiên liên tục Truyền động điều khiển dây đai cho hai trục cam, cấu điều phối van biến thiên hai giai đoạn với điều khiển VVT đặt trục cam nạp (sử dụng động 4AGE loại 91 màu bạc loại 95 màu đen) Cơ cấu VVT cổ điển * VTT-i VVT-i viết tắt Variable Valve Timing – Intelligent hay cịn gọi van biến thiên thơng minh thiết kế phun xăng hãng Toyota theo nguyên lý điện - thủy lực Hệ thống Toyota VVT-i thay cho Toyota VVT (Hệ thống pha cam điều khiển thủy lực giai đoạn) cung cấp năm 1991 động 4A-GE van xi lanh VVT-i giới thiệu động 1JZ-GTE, 2JZ-GTE vào năm 1996, thay đổi thời gian van nạp điều chỉnh mối quan hệ truyền động trục cam (dây đai xích) trục cam nạp Áp suất dầu động đưa vào cấu chấp hành để điều chỉnh vị trí trục cam Điều chỉnh thời gian trùng lặp đóng van xả mở van nạp giúp cải thiện hiệu suất động Các biến thể hệ thống bao gồm: VVTL-i, Dual VVT-i, VVT-iE, VVT-iW Valvematic * VVT-i hệ II (1995-2004) 24 Được thiết kế để điều khiển thời điểm phối khí cách xoay trục cam phạm vi 40 độ đến 60 độ so với góc quay trục khuỷu để đạt thời điểm phối khí tối ưu cho điều kiện hoạt động động dựa tín hiệu từ cảm biến Sơ đồ điều khiển van biến thiên liên tục Truyền động điều khiển dây đai cho hai trục cam, cấu điều phối van biến thiên liên tục với điều khiển VVT-I đặt trục cam nạp (sử dụng động 1JZGE loại 96, 2JZ-GE loại 95, 1JZ-GTE loại 00, 3S-GE loại 97) Hệ thống VVT-i động JZ – Bộ điều khiển VVT-i, - Van điều khiển dầu phối khí trục cam, - Cảm biến vị trí trục cam, Cảm biến vị trí trục khuỷu * VVT-i hệ III (1997-2012): Truyền động điều khiển dây đai truyền động bánh trục cam, cấu điều phối van biến thiên với điều khiển VVT-i phía trước phía sau trục cam (sử dụng động 1MZ-FE loại 97, 3MZ-FE, 3S-FSE, 1JZ-FSE, 2JZ-FSE, 1G-FE loại 98, 1UZ-FE loại 97, 2UZ-FE loại 05, 3UZ-FE) Hệ thống VVT-i động MZ - cảm biến vị trí bướm ga, - cảm biến vị trí trục cam, - van điều khiển dầu phối khí trục cam, - cảm biến nhiệt độ nước, - cảm biến vị trí trục khuỷu Bộ điều khiển VVT-i động * VVT-i hệ IV (1997- ) Truyền động điều khiển xích cho hai trục cam, cấu điều phối van biến thiên điều khiển VVT-i đặt đĩa xích trục cam nạp (sử dụng động NZ, AZ, ZZ, SZ, KR, 1GR-FE loại 04) Hệ thống VVT-i động AZ - van điều khiển dầu phối khí trục cam, - cảm biến vị trí trục cam, - cảm biến nhiệt độ nước, cảm biến vị trí trục khuỷu, - điều khiển VVT-i 26 * VVTL-i Hệ thống VVTL-i phát triển dựa hệ thống VVT-i áp dụng cấu đổi vấu cam để thay đổi hành trình van nạp van xả Hệ thống giới thiệu lần động 2ZZ-GE bố trí xe Toyota Celica năm 2000 Hệ thống cho phép đạt cơng suất cao mà khơng ảnh hưởng đến tính kinh tế nhiên liệu hay nhiễm khí xả Cấu tạo hoạt động hệ thống VVTL-i giống hệ thống VVT-i Việc chuyển hai vấu cam có hành trình khác sử dụng để thay đổi hành trình van ECU động chuyển hai vấu cam van điều khiển dầu VVTL dựa tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát cảm biến vị trí trục khuỷu Các phận cấu thành hệ thống VVTL-i gần giống phận cấu thành hệ thống VVT-i Những phận đặc biệt hệ thống VVTL-i van điều khiển dầu VVTL trục cam, cò mổ * Dual VVT-i Hệ thống Dual VVT-i phát triển từ hệ thống VVT-i hãng Toyota Hệ thống điều chỉnh thời gian đóng mở van van nạp van xả hãng Toyota giới thiệu lần động 3S-GE vào năm 1998 Năm 2005 hệ thống Dual VVT-i bố trí động Toyota V6 2GR-FE Hiện động sử dụng nhiều động Toyota Lexus Cấu tạo hoạt động hệ thống Dual VVT-i giống hoạt động hệ thống VVT-i Với công nghệ tiên tiến này, động xăng Toyota tối ưu hóa q trình nạp xả động giúp cho động tăng công suất tối đa, thải hơn, tiết kiệm nhiên liệu tăng tuổi thọ động 5.1.2 Quá trình cải tiến Dual VVT-i thành hệ thống khác * Valvematic Valvematic: Dual VVT-i kết hợp với hệ thống nâng van biến thiên liên tục điều chỉnh để nâng van thời gian cải thiện hiệu nhiên liệu cách kiểm sốt lượng nhiên liệu khơng khí sử dụng điều khiển van khơng phải 27 kiểm sốt ga thông thường Công nghệ xuất lần vào năm 2007 tàu Noah sau vào đầu năm 2009 dòng động ZR sử dụng tàu Avensis Hệ thống thiết kế đơn giản so với Valvetronic VVEL, cho phép đầu xi lanh giữ nguyên chiều cao (sử dụng động 1ZR-FAE, 2ZR-FAE, 3ZR-FAE) Hệ thống Valvematic động - Bộ truyền động VVT (xả), - Bộ truyền động VVT (nạp), - trục cam xả, - trục camnạp, - Bộ điều khiển van, - điều chỉnh, - điều chỉnh mi, - van, - van nạp, 10 - vanxả, 11 - phận xả xích, 12 - phận giảm tốc độ căng, 13 - căng thủy lực Valvematic cho phép điều khiênr nâng van nạp khoảng 0,9 đến10,9 mm Theo đó, thời gian mở van thay đổi khoảng 106 độ đến 260 (góc quay trục khuỷu) Sơ đồ điều khiển van biến thiên liên tục * VVT-iE 28 VVT-iE (Định thời van biến thiên - thông minh động điện) phiên Dual VVT-i sử dụng cấu chấp hành hoạt động điện để điều chỉnh trì thời gian nạp trục cam Thời điểmtrục cam xả điều khiển truyền động thủy lực * VVT-iE hệ I (2006- ) Truyền động điều khiển xích, sử dụng động điện để điều khiển thời gian cam nạp, cam xả điều khiển thủy lực hệ thống Dual VVT-i (sử dụng động cơ1UR-FSE, 2UR-FSE) Động điện VVT-iE sử dụng để điều chỉnh, thay đổi thời thời điểm phối khí cách liên tục tùy theo điều kiện hoạt động động Điều đạt cách quay trục cam nạp so với đĩa truyền động khoảng 40 độ (góc quay trục khuỷu) Cho phép hoạt động hiệu nhiệt độ thấp tốc độ động thấp với áp suất dầu thấp, hoạt động trực tiếp từ lúc bật nguồn, cung cấp thời gian tối ưu khởi động Bộ điều khiển VVT-i cho phép thay đổi thời điểm phối khí cách trơn tru tùy theo điều kiện hoạt động động Điều đạt cách quay trục cam xả so với đĩa truyền động phạm vi 35 ° (góc quay trục khuỷu) Hệ thống VVT-iE động UR - Động điện VVT-iE, –van điền khiển dầu phối khí trục cam, - cảm biến vị trítrục khuỷu, cảm biến vị trí trục cam (bên nạp), - cảm biến vị trí trục cam (bên xả), - cảm biến nhiệt độ nước, cảm biến vị trí trục cam 29 Động điện VVT-iE bao gồm động DC không chổi than, điều khiển EDU cảm biến Hall EDU đóng vai trị trung gian ECU động điện, điều khiển tốc độ hướng quay EDU liên tục truyền đến phận điều khiển động liệu tốc độ động điện, chiều quay trạng thái tín hiệu điều khiển Động điện VVT-iE - EDU, - Động điện, - Cảm biến Hall Điều chỉnh thời thời điểm phối khí dựa chênh lệch tốc độ động trục cam Ở chế độ giữ, tốc độ Ở chế độ làm sớm thời điểm phối khí, động quay nhanh trục cam Ở chế độ làm muộn thời điểm phối khí, động quay chậm trục cam (hoặc theo chiều ngược lại) Các chế độ hoạt động động * VVT-iE hệ II (2014- ) Truyền động điều khiển xích, sử dụng động điện để điều khiển thời ưgian cam nạp, cam xả điều khiển thủy lực hệ thống Dual VVT-i (sử dụng động A25, M20, M15, V35, 1NR-FKE, 2NR-FKE) 30 Động điện VVT-iE sử dụng để điều chỉnh, thay đổi thời thời điểm phối khí cách liên tục tùy theo điều kiện hoạt động động Điều đạt cách quay trục cam nạp so với đĩa truyền động pham vị 70 độ đến 85 độ (góc quay trục khuỷu) Cho phép hoạt động hiệu nhiệt độ thấp tốc độ động thấp với áp suất dầu thấp, hoạt động trực tiếp từ lúc bật nguồn, cung cấp thời gian tối ưu khởi động Bộ điều khiển VVT-i cho phép thay đổi thời điểm phối khí cách trơn tru tùy theo điều kiện hoạt động động Điều đạt cách quay trục cam xả so với đĩa truyền động phạm vi 41 độ đến 44 độ (góc quay trục khuỷu) *VVT-iW VVT-iW (Thời gian van biến thiên - Rộng thông minh) giới thiệu với 2.0L 8AR- FTS trang bị cho Lexus NX200t VVT-iW sử dụng VVT-iW van nạp VVT-i van xả Cam nạp có cấu khóa cam vị trí để làm chậm thời gian thay đổi liên tục Nó cung cấp góc mở van mở rộng cho phép động hoạt động theo chu trình Atkinson sửa đổi vòng tua thấp để cải thiện kinh tế lượng khí thải thấp hơn, chu trình Otto vịng tua cao để có hiệu suất tốt hơn, đồng thời cung cấp mô-men xoắn cao suốt dải vịng tua nhiên liệu lượng khí nạp cách sử dụng điều khiển van thay điều khiển tiết lưu thông thường.Điều đạt quay trục cam nạp liên quan đến cánh dẫn động khoảng 75 độ đến 80 độ, quay trục cam xả liên quan đến cánh dẫn động khoảng 50 độ đến 55 độ (góc quay trục khuỷu) Khoảng mở rộng, so sánh với hệ thống thơng thường, hoạt động chủ yếu phía làm muộn thời điểm đóng xupap Ở trục cam thứ hai sử dụng nguyên lý hoạt động hệ VVT-i 31 Sơ đồ điều khiển van biến thiên liên tục 5.2 Hệ thông VANOS Hệ thống VANOS trang bị động BMW công nghệ làm thay đổi thời điểm mở xupap hoạt động dựa nguyên lý làm thay đổi vị trí tương đối trục cam với trục khuỷu động Hệ thống xoay tương đối trục cam 400 so với góc quay trục khuỷu điều chỉnh liên tục để tối ưu hóa vị trí trục cam cho tất điều kiện hoạt động động Không giống hệ thống thay đổi thời điểm mở xupap hãng khác VANOS có cấu tạo kháchẳn kết hợp việc điều khiển khí thủy lực quản lý DME (hệ thống điều khiển động xe) Dạng đồ thị cam  Single VANOS: giới thiệu vào năm 1992 động BMW M50 Single VANOS điều chỉnh vị trí trục cam nạp so với trục khuỷu dựa vào tốc độ động vị trí bàn đạp ga Ở tốc độ thấp xupap nạp mở trễ lại để chế độ cầm chừng ổn định Khi tốc độ trung bình xupap nạp mở sớm để tăng góc trùng điệp tạo hiệu ứng EGR tăng tiết kiệm nhiên liệu giảm khí thải nhiễm Khi tốc độ động cao xupap nạp lại mở trễ lại để công suất động phát tối đa  Double VANOS: sử dụng động S50B32 vào năm 1996 sau động xylanh M52TU điều chỉnh vị trí trục 32 cam nạp trục cam xả so với trục khuỷu Trục cam nạp thay đổi 400 trục cam xả thay đổi 250 Sự kết hợp hài hòa hai trục cam làm tối ưu hóa hệ thống Double VANOS kéo dài thời gian mở xupap 120 tăng độ nâng xupap thêm 0,9mm hệ thống yêu cầu áp suất thủy lực lớn để việc điều chỉnh nhanh xác Phần 6: Ảnh hưởng hệ thống đến kỹ thuật sử dụng động 6.1 Hệ thống Dual VVT-i Hệ thống Dual VVT-i làm cho van tuần hoàn khí thải (EGR) lỗi thời (EGR) van đưa khí thải động có NOx trở lại đường ống nạp Do đó, hệ thống Dual VVT-i kiểm sốt thời gian để khí trơ buồng cho chu trình đốt cháy tiếp theo, kết kiểm soát nhiệt độ đốt cháy sản xuất NOx Khơng có van tuần hồn khí thải (EGR) Van có hệ thống Dual VVT-i 6.2 Hệ thống VANOS * Xupap thông minh Xu hướng phát triển ô tô đại ngày gia tăng tốc độ cực đại từ 180-250 km đến 250-330 km/h giảm tiêu hao nhiên liệu Các giải pháp đưa nhằm tăng tốc độ động điều khiển pha phối khí thay đổi hành trình xupap thông minh Xu hướng phát triển ô tô đại ngày gia tăng tốc độ cực đại từ 180-250 km đến 250-330 km/h giảm tiêu hao nhiên liệu Các giải pháp đưa nhằm tăng tốc độ động điều khiển pha phối khí thay đổi hành trình xupap thơng minh Tiếp theo nhiều hãng xe lớn giới áp dụng giải pháp thứ hai vào mục đích Các công nghệ VVTL-i Toyota; VTEC Honda; MIVEC Mitsubishi; VALVETRONIC BMW; VVEL Nissan xuất khẳng định tầm quan trọng vấn đề nêu Phần 7: Tình hình sử dụng tương lai Việt Nam giới 7.1 Hệ thống Dual VVT-i Hiện công nghệ Dual VVT-i áp dụng dòng xe Toyota Camry, Altis, Prado, Landcruiser hệ mới, … dòng xe Vios áp dụng công nghệ vào tương lai Xe Vios mẫu xe cá nhân gia đình hạng nhỏ nằm phân khúc Sedan cỡ nhỏ trung cấp phổ biến Toyota thị trường Việt Nam Vios dẫn đầu danh sách mẫu xe bán chạy thị trường từ đầu năm 2017 đến Toyota Vios sử dụng động tiên tiến 1.5L Dual VVT-i nhất, cam kép DOHC, cho công suất cực đại 107Hp/600 rpm Mơ men xoắn cực đại 140Nm/4200rpm, tiêu chuẩn khí thải Euro Toyota Yaris dòng xe cỡ nhỏ hatch back ưu chuộng Việt Nam Cũng giống dòng xe Vios Toyota Yaris trang bị động 1.5L sử dụng động hệ mới: DOHC, Dual VVT-i, sử dụng hộp số tự động Vơ Cấp, tiêu chuẩn khí thải Euro 34 Toyota Corolla Altis dòng xe thuộc phân khúc Sedan hạng nhỏ cao cấp Trên giới mẫu xe Corolla giới thiệu từ năm 1966 trở thành mẫu xe huyền thoại làm hài lòng khách hàng với doanh số cộng dồn lên tới 80 triệu xe Sử dụng động tiên tiến: Dual VVT-i, trục cam kép DOHC, tiêu chuẩn khí thải Euro Phiên 1.8L cho cơng suất cực đại 138Hp/6400rpm, Momen xoắn tối đa 173Nm/4000rpm Toyota Camry 2017 mắt Việt nam hệ thứ dòng xe sedan trung cao cấp tiếng giới Toyota Camry Tại thị trường Việt mẫu lắp ráp nước sử dụng hộp số tự động cấp động với tiêu chuẩn khí thải Euro 4: 2.5L cho phiên Q, G (cho công suất cực đại 178Hp/6000 rpm, momen xoắn max 231Nm/4100 rpm, động Dual VVT-i, DOHC, ACIS) 7.2 Hệ thống VANOS Hiện công nghệ Vanos trang bị dòng xe BMW BMW M5, BMW 760 E66, BMW 325i E46, BMW series 3, BWM series 5, … dòng xe BMW X3, BMW M3, BMW M4 áp dụng công nghệ vào tương lai Thế hệ động xăng động lực kép BMW sở hữu tính cung cấp lượng nhanh độ nhạy chân ga tuyệt vời với hiệu lệnh, chí động vòng tua thấp Đồng thời, hệ động hiệu hơn, phát thải hiệu tốt so với hệ trước Thế hệ động tiên tiến kết hợp với công nghệ phun nhiên liệu hệ thống điều khiển trục cam biến thiên thông minh, bao gồm hệ thống Double-VANOS (mở sớm, đóng trễ), cơng nghệ tăng áp tiên tiến bước đột phá chiến lược phát triển BMW EfficientDynamics Nhờ vào công nghệ nên động BMW đặc biệt hiệu Động xăng động lực kép BMW xi-lanh nhiều lần vinh danh với giải thưởng Động năm, điều góp phần củng cố danh tiếng loại động với đặc tính chuyển giao lượng động, vận hành trơn tru hiệu ấn tượng 35 Những ý tưởng công nghệ tiên phong cho hệ động thuộc gọi công nghệ BMW EfficientDynamics chứng minh áp dụng hầu hết động xăng KẾT LUẬN Đề tài sâu nghiên cứu vấn đề là: Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống phân phối khí thơng minh Dual VVT-i Toyota VANOS BMW; Ưu nhược điểm hệ thống Dual VVT-i, VANOS; Lịch sử cải tiến Kết giúp động cơ: Tiết kiệm nhiên liệu; Thời điểm phân phối khí phù hợp giúp giảm nhiễm khí thải; Thay đổi thời điểm phối khí hợp lý giúp tăng công suất moment xoắn động Những hạn chế chưa đạt được: Do thời gian có hạn nên đề tài chưa sâu nghiên cứu hết hệ thống tất hãng xe thị trường để so sánh với hệ thống Dual VVT-i vả VANOS Tiểu luận nghiên cứu lý thuyết mà chưa có thí nghiệm mơ hình thực tế nên chưa thấy rõ kết đạt 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO Toyota Variable Valve Timing Dual-VVT (toyota-club.net) Toyota Variable Valve Timing Evolution (1991-2020) (toyota-club.net) VVT-i - Wikipedia Tài liệu Thiết kế, chế tạo mô hình giảng tích hợp cho động phun xăng có hệ thống vvt i (xemtailieu.net) VVT-i Vs VANOS | Lexus IS Forum (my.is) VANOS - Wikipedia Cấu tạo hệ thống Vanos ô tô BMW – Tailieuoto Cơng nghệ VVT-i Toyota gì? Ưu nhược điểm sao? (danchoioto.vn) Hệ thống cam biến thiên thông minh Vanos BMW (donga.edu.vn) 10 BMW Vanos Noise Repair | Hỏi/Đáp Kỹ Thuật | Otosaigon 11 (VVT) Variable Valve Timing - How Does It Work - How Can It Fail (dannysengineportal.com) 37 ... hoạt động động Dual VVT- i biến thể hệ thống Dual VVT- i Nếu Dual VVT- i ? ?i? ??u ph? ?i van nạp đóng mở th? ?i ? ?i? ??m hệ thống Dula Dual VVT- i ? ?i? ??u ph? ?i đóng mở van nạp xả th? ?i ? ?i? ??m V? ?i c? ?i tiến hệ thống giúp... van nạp giúp c? ?i thiện hiệu suất động Các biến thể hệ thống bao gồm: VVTL -i, Dual VVT- i, VVT- iE, VVT- iW Valvematic * VVT- i hệ II (1995-2004) 24 Được thiết kế để ? ?i? ??u khiển th? ?i ? ?i? ??m ph? ?i khí cách... Valve Timing - intelligent by Electric motor) hệ thống cam biến thiên thông minh ? ?i? ??u khiển động ? ?i? ??n phiên hệ thống Dual VVT- i Đặc ? ?i? ??m hệ thống sử dụng động ? ?i? ??n để ? ?i? ??u khiển th? ?i gian cam