Tìm hiểu hệ thống phân phối khí vtec của honda

Tìm hiểu hệ thống phân phối khí vtec của honda Tìm hiểu hệ thống phân phối khí vtec của honda Tìm hiểu hệ thống phân phối khí vtec của honda Tìm hiểu hệ thống phân phối khí vtec của honda Tìm hiểu hệ thống phân phối khí vtec của honda Tìm hiểu hệ thống phân phối khí vtec của honda Tìm hiểu hệ thống phân phối khí vtec của honda

MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU 1 Lịch sử đời Hệ thống phân phối khí VTEC HONDA 2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 2.1 Cấu tạo 2.2 Nguyên lý hoạt động Những cải tiến hệ thống phân phối khí VTEC HONDA 10 Một số phiên VTEC 14 So sánh cấu phân phối khí VTEC HONDA với số cấu phân phối khí hãng xe khác 15 Nhận Xét 18 Tài liệu tham khảo 19 LỜI NÓI ĐẦU Trong thời điểm vật giá leo thang nay, đặt biệt giá xăng, dầu ngất ngưỡng Thì việc chọn mua phương tiện giao thơng lại đặt biệt ơtơ người tiêu dùng hướng tới loại xe vừa phải tiện nghi vừa tiết kiệm nhiên liệu Hệ thống phân phối khí thơng minh i-VTEC giải vấn đề Chẳng vừa tiết kiệm vấn đề nhiên liệu mà cịn vừa giảm bớt gây nhiễm mơi trường Với mục đích củng cố mở rộng kiến thức chuyên môn, đồng thời làm quen với phong cách nghiên cứu khoa học góp phần nâng cao hiệu qua phối khí động đốt Nên tơi chọn đề tài: Tìm hiểu hệ thống phân phối khí VTEC HONDA 1 Lịch sử đời Hệ thống phân phối khí VTEC HONDA Vào năm đầu thập niên 1980, thị trường môtô bắt đầu đặt yêu cầu động môtô thể thao công suất lớn Honda cố gắng nghiên cứu loại động vừa tạo cơng suất lớn, vừa có khả dẫn động tồn dải vịng tua Với mục tiêu này, nhóm kỹ sư Honda cố gắng tập trung phát triển loại động công suất 200 mã lực/1 lít có độ nghỉ ổn định Trong q trình nghiên cứu, họ phát rằng, để chế tạo động vậy, họ phải tìm phương pháp để chống lại việc ngăn cản dòng khơng khí vào từ vịng tua thấp đến vịng tua trung bình Và vấn đề giải nhờ Hệ thống dừng van REV (Revolution-modulated valve control) Hệ thống cưỡng chế van dừng lại, cần, để tối ưu hóa dịng khơng khí, đạt độ nghỉ ổn định, giúp động hoạt động êm dù vận tốc thấp hay vận tốc trung bình Chiếc mơtơ trang bị hệ thống REV Honda CBR400F NC17 REV CBR400F sản xuất năm 1983 Từ hệ thống REV sử dụng cho động môtô, Honda tiếp tục phát triển hệ thống VTEC dành cho ôtô Hệ thống VTEC gồm thiết bị điều khiển thời gian mở van hai chế độ trục cam: cam thiết kế để động hoạt động tốt vòng tua thấp cam khác đảm nhiệm vai trò vịng tua cao Chiếc ơtơ Honda trang bị hệ thống VTEC l JDM-spec Integra sản xuất năm 1989 Civic CRX SiR sử dụng động B16A DOHC 160 mã lực Năm 1991, hệ thống vào thị trường Mỹ thiết kế cho siêu xe thể thao Acura NSX sử dụng cụm động DOHC VTEC V6 cơng suất 270 mã lực 7.100 vịng/phút 2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 2.1 Cấu tạo VTEC thuật ngữ viết tắt từ cụm từ "Variable valve Timing and lift Electronic Control" Hệ thống phát triển nhằm cải thiện hiệu động đốt dải vòng tua động khác VTEC Honda nhiều công nghệ điều van biến thiên giới VVT-i Toyota hay VarioCam plus Porsche VTEC kỹ sư thiết kế động Honda, Ông Kenichis Nagahiro sáng tạo nên Hệ thống VTEC nhằm cải thiện hiệu suất động tốc độ thấp cao cách bố trí hai loại vấu cam xylanh, vấu cam tốc độ thấp cấu cam tốc độ cao Tùy theo điều kiện làm việc cụ thể động mà sử dụng loại vấu cam phù hợp Cấu tạo I-VTEC Ở dải tốc độ thấp, thời gian mở supap tối ưu hóa nhằm đạt mơmen xoắn cần thiết để xe di chuyển tốt vòng tua thấp, đồng thời tiết kiệm nhiên liệu Ở dải tốc độ cao, độ mở supap thời gian mở supap tăng lên, khơng khí nạp vào nhiều Hệ thống cung cấp cho xe khả di chuyển tốt tốc độ thấp tăng hiệu suất động tốc độ xe tăng Qua nhiều năm phát triển, động Honda sử dụng qua năm loại hệ thống VTEC khác gồm: o (1) VTEC có trục cam đặt gọi SOHC; o (2) VTEC-E tiết kiệm nhiên liệu; o (3) VTEC có hai trục cam đặt DOHC; o (4) VTEC có xylanh khơng tải; o (5) Công nghệ i-VTEC thông minh Kết cấu modun khác nói chung chúng giống mặt nguyên lý tất sử dụng loại trục cam có vấu kép, vấu dùng tốc độ thấp vấu dùng tốc độ cao Ở dải tốc độ thấp, supap mở thời gian mở ngắn lại tốc độ vấu cam giảm Hệ thống VTEC Honda công nghệ tiên tiến nhằm tối ưu hóa hiệu động  Cấu tạo hệ thống Cấu tạo hệ thống VTEC 1: Trục cam; 2: Tấm định vị; 3: Cỏ mổ thứ cấp; 4: Cò mổ thứ hai; 5: Piston đồng bộ; 6: Piston tác động; 7: supap hút Động bố trí supap cho xylanh, bao gồm supap nạp supap thải Điều khác biệt kiểu so với kiểu SOHC VTEC bố trí hai vấu cam nạp có biên độ mở khác nhau, cam có biện độ mở lớn cam có biên độ mở nhỏ Các piston lắp đặt bên cò mổ đẩy piston đồng di chuyển hướng để ép piston chặn lị xo hồn lực lại tạo liên kết hai cò mổ lại với Khí áp lực dầu, hồn lực lị xo thơng qua piston chặn piston đồng trở làm tách cò mổ riêng rẽ 2.2 Nguyên lý hoạt động: Quá trình hoạt động Ở tốc độ thấp, hai cò mổ tách rời, supap hút thứ điều khiển phân phối supap hút thứ hai mở để ngăn chặn nhiên liệu tích lũy cửa nạp Ở tốc độ cao, hai cò mổ liên kết thành khối nhờ vào piston đồng Vì tốc độ hai supap chịu tác động vấu cam có biên độ mở lớn Kỹ thuật thay đổi thời gian phân phối khí mức độ nâng supap sử dụng cho động nhằm mục đích tiêu thụ nhiên liệu thấp công suất phát van cao Với hệ thống này, đặc điểm nội bật với tỷ lệ hịa khí tiết kiệm tạo mômen lớn tốc độ thấp, đồng thời tốc độ cao công suất phát lớn tương đương động bốn supap tiêu chuẩn đạt Hoạt đông hệ thống VTEC Ở tốc độ thấp: Cò mổ thứ cò mổ thứ hai tách rời, vấu cam A B điều khiển riêng biệt hai supap, khả nâng cò mổ thứ hai nhỏ để mở supap (một supap điều khiển phân phối khí chính) Cấu tạo cấu phân phối khí tốc độ thấp 1: Piston tác động; 2: Piston đồng bộ; 3: Piston chặn; 4: Cò mổ thứ nhất; 5: Cò mổ thứ hai; 6: Cam thứ nhất; 7: Cam thứ hai Ở dải tốc độ cao, PCM/ECM kích hoạt để VTEC hoạt động, piston nối tác động dầu thủy lực di chuyển để nối cò mổ tốc độ thấp tốc độ cao với thành mối khối Lúc này, supap mở nhiều thời gian mở tăng lên Khơng khí nạp vào nhiều hơn, cơng suất động tăng lên nhanh chóng Piston tác động bố trí bean cị mổ thứ nhất, tác động bở áp lực dầu để di chuyển theo hướng mũi tên hình Cả hai cò mổ thứ thứ liên kết lại với piston đồng Ở tốc độ này, biên độ mở supap thứ hai giống biên độ mở supap thứ nhằm đáp ứng cho hoạt động tốc độ cao giống động supap thông thường (2 supap điều khiển phân phối khí) Cấu tạo cấu phân phối khí tốc độ cao 1: Áp lực dầu đến; 2: Cam thứ Những cải tiến hệ thống phân phối khí VTEC HONDA Trong động đốt thông thường, supap nạp supap xả điều khiển thông qua đội trục cam Hình dáng đội xác định thời điểm đóng mở, độ nâng khoảng thời gian mở supap Đối với xe đời cũ, hệ thống phân phối khí dẫn động điều khiển thống qua cấu khí (khâu, khớp) việc đóng mở supap cố định theo thiết kế nhà sản xuất khơng thể điều chỉnh (nó bị thay đổi chi tiết mòn đi) dẫn đến lưu lượng khí nạp khơng đổi nên khơng thể tăng cơng suất động Do tính chất hịa khí sau cháy mà thông số thời điểm, đ ộ nâng thời gian mở s upap vòng tua thấp vòng tua cao khác Thông thường, thiết kế động cơ, kỹ sư phải lưu ý tới điều kiện làm việc xe xác định chúng cần công suất mơmen xoắn cực đại vịng tua Nếu đặt điều kiện hoạt động tối ưu s upap vịng tua thấp q trình đốt nhiên liệu lại không hiệu động trạng thái vịng tua cao, khiến cơng suất chung động bị giới hạn Ngược lạ i, đặt điều kiện tối ưu số vịng tua cao động lại hoạt động khơng tốt vịng tua thấp Để khắc phục nhược điểm này, nhà sản xuất tơ HONDA đưa giải pháp tìm cách tác động để thời điểm đóng mở s upap, độ mở khoảng thời gian mở 10 biến thiên theo vòng tua khác cho chúng mở lúc, khoảng mở thời gian mở đủ để lấy đầy hịa khí vào buồng đốt Trên thực tế, điều chỉnh cách hồn tồn thơng số supap điều khó Để giải vấn đề này, có thời kỳ người ta sử dụng cuộn cảm để điều chỉnh supap thay sử dụng biên dạng cam Tuy nhiên, kỹ thuật không sản xuất phức tạp đắt Cách tiếp cận ngược lại điều chỉnh supap cho động hoạt động tốt vòng tua cao Đi ều có nghĩa xe s ẽ hoạt động yếu tốc độ vòng tua thấp hoạt động tốt vòng tua cao Tuy nhiên với phát triển kỹ thuật điện tử nhà sản xuất HONDA kết hợp hồn hảo khí phép điều chỉnh thông số: thời điểm đóng mở supap, độ mở khoảng thời gian mở để đạt hiệu suất làm việc tối ưu cho động Từ khoảng đầu năm 2000, người sử dụng xe Việt nam biết đến khái niệm “hệ thống nạp thông minh” ngày công nghệ trở nên quen thuộc dễ dàng bắt gặp xe Honda, tên I-VTEC 11 Có nhiệm vụ điều khiển thời điểm đóng mở, khoảng nâng khoảng thời gian đóng mở supap để tối ưu hóa cơng suất làm việc động giúp nâng cao hiệu làm việc, giảm mức tiêu thụ nhiên liệu khí xả, nhiên nhà sản xuất ô tô lại đưa phương pháp khác để giải vấn đề Sử dụng hai vấu cam có biên dạng khác nhau: VTEC (Honda) VTEC Honda viết tắt thuật ngữ "Variable valve Timing and lift Electronic Control" Hệ thống phát triển nhằm cải thiện hiệu động đốt dải vòng tua động khác Công nghệ i-VTEC (chữ i lấy từ từ Intelligent) công nghệ điều van biến thiên liên tục van nạp động Honda, i-VTEC, trục cam điều khiển van nạp thay đổi góc khoảng từ 25 đến 50 độ (tùy thuộc vào cấu trúc động cơ) vận hành Các trạng thái trục cam máy tính điều khiển dựa liệu tải trọng xe vòng tua máy Tác dụng i-VTEC nâng mômen xoắn động cơ, đặc biệt tốc độ vịng tua trung bình Trên mẫu Civic bán Việt Nam, Honda trang bị i-VTEC động I4 trục cam kép DOHC I4 trục cam đơn SOHC 12 Sự đời hệ thống phân phối khí VTEC mang lại luồng sinh khí cho hãng sản xuất ơtơ HONDA Chức cấu phối khí điều khiển q trình nạp đầy hỗn hợp (hoặc khơng khí mới) vào xylanh thải khí thải khỏi xylanh Hai thơng số có ảnh hưởng định đến chất lượng trình nạp đầy thải pha phân phối khí tiết diện lưu thơng hỗn hợp khí Pha phân phối khí hiểu giai đoạn từ lúc mở đến lúc đóng supap tính góc quay trục khuỷu, cịn tiết diện lưu thơng hỗn hợp khí qua supap diện tích hình vành khăn tạo họng đế supap phần đế xu-páp supap mở Trên loại động thông thường, tiết diện lưu thông hỗn hợp khí ln tn theo quy luật không đổi tất chế độ làm việc khác động Vì v ậy 13 số chế độ (tải nhỏ, tăng tốc, toàn tải,…) thời gian đóng mở supap khơng hồn tồn hợp lý, lượng nhiên liệu cung cấp chưa phù hợp với chế độ làm việc động gây tổn hao nhiên liệu mát cơng suất Chính vậy, hệ thống điều khiển pha phối khí thơng minh đời khắc phục nhược điểm Những cải tiến cấu phối khí vào sơ đồ pha phân phối khí Một số phiên VTEC VTEC-E: hệ thống truyền động van hai chế độ cam điều khiển van có kích thước khác Cam ngắn cho phép van mở với độ mở điều làm giảm mức tiêu hao nhiên liệu Giống hệ thống VTEC ban đầu, động đạt số vịng/phút lớn hơn, chốt khóa khóa cam thiết kế cho vòng tua cao thời gian mở van tăng lên để đạt công suất lớn 14 3STAGE VTEC: Hệ thống sử dụng chế độ ca m khác hoạt động pha Mỗi cam điều khiển pha thời gian mở nâng van khác i-VTEC: (Intelligent VTEC) hệ thống điều khiển van thành công từ trước tới hãng Honda ứng dụng nhiều mẫu xe Hệ thống i -VTEC giới thiệu năm 2001 sử dụng thiết bị điều chỉnh thời gian van nạp biến thiên liên tục hệ thống quản lý máy tính điều khiển để tối ưu hóa mơ men xoắn hiệu suất sử dụng nhiên liệu AVTEC: Advanced VTEC hãng Honda giới thiệu năm 2006 Hệ thống kết hợp lợi hệ thống i-VTEC với hệ thống điều khiển pha biến thiên liên tục Hãng Honda cho biết hệ thống AVTEC cho phép tiết kiệm 13% nhiên liệu so với hệ thống i-VTEC giảm tới 75% khí thải so với tiêu chuẩn năm 2005 Tuy vậy, nay, hệ thống chưa trang bị cho mẫu xe ô tô sản xuất So sánh cấu phân phối khí VTEC HONDA với số cấu phân phối khí hãng xe khác Với ưu vượt trội giúp tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu khí thải Hệ thống nạp thông minh ngày phát triển hầu hết nhà sản xuất ô tô giới gọi nhiều tên khác như: AVCS AVLS (Subaru), CPS (Proton, Volvo), CVTCS, N-VCT hay VVL (Nissan), CVVT (Alfa Romeo, Citroën, Geely, Hyundai, Iran Khodro, Kia, Peugeot, Renault, Volvo), DCVCP (General Motors), DVVT (Daihatsu), MIVEC (Mitsubishi), Multiair (FIAT), S-VT (Mazda), VANOS (BMW), VarioCam (Porsche), VCT (Ford, Yamaha), VVC (MG Rover), VVT (Chrysler, General Motors, Proton, Suzuki, Volkswagen Group) Hệ thống EMVT không sử dụng trục cam, cò mổ hệ thống dẫn động Việc đóng mở xu-páp nhờ lực lị xo van điện từ tác dụng hai chiều, pha phân phối khí độ mở xu -páp xây dựng dựa chương trình lập trình định sẵn Thơng qua cảm biến để xác định chế độ làm việc động cơ, từ lựa chọn biện pháp điều khiển phù hợp 15  Ưu điểm phương án kết cấu nhỏ g ọn, hạn chế tối đa mát lượng dẫn động khí, nhiên nhược điểm tiêu hao điện lớn Bộ điều khiển chương trình phức tạp Hệ thống sử dụng trục cam với loại vấu cam, bổ sung v thay đổi chi tiết hệ thống dẫn động (VANOS - Variable nockenwellen steuerung BMW), cấu tạo cấu phân phối khí loại thường sử dụng kết hợp với truyền khí cị mổ trung gian, trục lệch tâm, truyền bánh răng, trục vít bánh vít,…  Pha phân phối khí tiết diện lưu thông thay đổi cách điều khiển hoạt động động điện Ưu điểm loại phương pháp điều khiển đơn giản, nhược điểm dẫn động phức tạp, q trình hoạt động phát sinh nhiều lực ma sát Làm việc không hiệu số vòng quay cao Hệ thống có bố trí hai loại vấu cam trục cam với biên dạng khác thường gọi vấu cam tốc độ thấp vấu cam tốc độ cao (VTEC - Variable Vale Timing and Lift Electronic Control HONDA, VVTL-i - Variable Vale Timing – intelligent TOYOTA hay VVEL - Variable Valve Event and Lift Nissan) Tùy theo điều kiện làm việc cụ thể động mà sử dụng loại vấu cam phù hợp  Cơ cấu loại thường kết hợp với van điều khiển chấp hành thủy lực để xoay trục cam phạm vi định 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 tín hiệu điều khiển từ ECU Hệ thống có bố trí trục cam với biên dạng cam kích thước khác (MIVEC - Mitsubishi innovative Valve timing Electronic Control System Misubishi VARIO CAM PLUS hãng PORSCHE) Biên dạng cam lớn đặt hai biên dạng cam nhỏ trung bình đặt hai bên 16  Mặc dù có biên dạng cam tạo chế độ động cơ: Chế độ tốc độ thấp, sử dụng biên dạng cam nhỏ, trung bình chế độ tốc độ cao sử dụng biên dạng cam lớn Loại thường sử dụng dẫn động điều khiển thủy lực bánh để thay đổi biên dạng cam làm việc, cho phù hợp với chế độ 17 Nhận Xét Hệ thống VTEC Honda phương pháp đơn giản nhằm đảm bảo động hoạt động hiệu dải vòng tua rộng, thông qua trục cam kép đa trạng thái tối ưu hóa Thay m ỗi đội phục trách van, có đội điều khiển Một đội thiết kế để động hoạt động tốt vòng tua thấp khác đảm nhiệm vai trò vòng tua cao Sự thay đổi trạng thái giữ hai đội điều khiển máy tính sau thu thập thông số áp suất dầu động cơ, nhiệt độ máy, vận tốc xe vòng tua động Khi vịng tua đ ộng tăng, máy tính kích hoạt đội thiết kế cho vòng tua cao hoạt động Từ lúc này, van đóng mở theo chế độ vòng tua cao khoảng mở rộng hơn, thời gian mở dài nhằm cung cấp đủ hòa khí cho buồng đốt Hệ thống VTEC động trục cam kép điều khiển van xả van nạp Hệ thống VTEC Honda dấu mốc quan trọng việc nghiên cứu phát triển động đốt góp ph ần giải thành công vấn đề đặt từ lâu Đó vấn đề hiệu suất hoạt động động Hệ thống VTEC đời không giúp tăng hiệu suất động đốt mà mang đến cho khách hàng xe công suất cao tiết kiệm nhiên liệu 18 Tài liệu tham khảo Giáo trình Động Cơ Đốt Trong I – Trường ĐH SPKT – Nguyễn Văn Trạng – 12/2005 http://toyotacaudien32.com/cong-nghe-va-xe/dieu-khien-pha-phoi-khithong-minh-bid85.html http://news.zing.vn/Tim-hieu-he-thong-VTEC-cua-Hondapost89623.html http://www.hit.edu.vn/san-pham-cong-nghe/cong-nghe-phuc-vu-o-to/hethong-nap-thong-minh khong-the-thieu-cho-dong-co.html http://www.hit.edu.vn/imxu76o4enmx75lkw74i715lkarjwqoi69042.html http://vi.scribd.com/doc/131791856/H%E1%BB%87th%E1%BB%91ng-phan-ph%E1%BB%91i-khi-thong-minh-VVT-1cafebook-info#scribd http://www.oto-hui.com/threads/co-cau-phan-phoi-khi-hien-dai-vtecvvti-va-ivetec.41978/ http://www.cic.edu.vn/printcontent.php?idbai=13014 http://123doc.org/document/2679554-he-thong-phan-phoi-khi-vtechonda.htm?page=4 10 http://text.123doc.org/document/2679554-he-thong-phan-phoi-khi-vtechonda.htm 19