Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC Tìm hiểu hệ thống VTEC thuật ngữ viết tắt cụm từ "Variable Valve Timing- intelligent" Honda

Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC Tìm hiểu hệ thống VTEC thuật ngữ viết tắt cụm từ "Variable Valve Timing- intelligent" Honda Hệ thống điều khiển van biến thiên VTEC Honda cơng nghệ tiên tiến nhằm tối ưu hóa hiệu động VTEC điều khiển thông số van nạp, xả hai cho hòa khí vào buồng đốt hay khí xả cách thích hợp **********Lịch sử đời hệ thống VTEC********** 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 trình nghiên cứu, họ phát rằng, để chế tạo động vậy, họ phải tìm phương pháp để chống lại việc ngăn cản dịng khơng khí vào từ vịng tua thấp đến vịng tua trung bình Và vấn đề giải nhờ Hệ thống dừng van REV (Revolutionmodulated 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 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 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 công suất 270 mã lực 7.100 vòng/phút GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HOÀNG ANH Page Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC Honda CBR400F sản xuất năm 1983 trang bị hệ thống REV *******************CƠ CẤU VTEC ******************** -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, Kenichis Nagahiro sáng tạo nên -Đây hệ thống giới sử dụng kết hợp việc điều chỉnh góc độ phối khí với thay đổi qui luật nâng xupáp phù hợp với chế độ tốc độ động Nhờ nâng cao tính động -Với cách sử dụng cấu cam đặc biệt cho phép động mở rộng vùng làm việc tốc độ thấp nhờ phát huy tối đa công suất động Làm cho xe hoạt động êm dịu thành phố đường quốc lộ GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HỒNG ANH Page Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC Hình 6: Thời điểm xupap biến đổi hệ thống nâng xupap động DOHC 1.Trục cam , 2.Vấu cam cho tốc độ thấp v/p, Vấu cam cho tốc độ cao v/p, Cò mổ sơ cấp, Cò mổ trung gian, Cò mổ thứ cấp, Piston thuỷ lực A, Piston thuỷ lực B, Chốt chặn , 10 Lò xo lam mat chuyển động ,11 Xupap thải, 12 Xupap nạp -Trong động đốt kỳ thông thường, van nạp van xả điều khiển thông qua đội trục cam - Hình dáng đội xác định thời điểm (timing), độ nâng (lift) khoảng thời gian mở (duration) van -Thuật ngữ timing dùng để van mở/đóng so với chu trình piston - Từ lift dùng để van mở mức độ - duration thể van trạng thái mở thời gian -Do tính chất hịa khí sau cháy mà thông số thời điểm, độ nâng thời gian mở van vòng tua thấp vòng tua cao khác GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HOÀNG ANH Page Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC - Thơng thường, thiết kế động cơ, kỹ sư phải lưu ý tới điều kiện làm việc xe xác định chúng cần công suất mô-men xoắn cực đại vòng tua -Nếu đặt điều kiện hoạt động tối ưu van vòng tua thấp q trình đốt nhiên liệu lại khơng hiệu động trạng thái vòng tua cao, khiến công suất chung động bị giới hạn Ngược lại, đặt điều kiện tối ưu số vịng tua cao động lại hoạt động khơng tốt vịng tua thấp -Từ hạn chế đó, ý tưởng kỹ sư đưa tìm cách tác động để thời điểm mở van, độ mở khoảng thời gian mở 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 van điều khó -Để làm điều này, có thời kỳ người ta sử dụng cuộn cảm để điều chỉnh van thay sử dụng cam Tuy nhiên, kỹ thuật không sản xuất phức tạp đắt Cách tiếp cận ngược lại điều chỉnh van cho động hoạt động tốt vịng tua cao Điều có nghĩa xe hoạt động yếu tốc độ vòng tua thấp (trạng thái mà hầu hết xe ln có) hoạt động tốt vòng tua cao -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 đội phục trách van , có đội điều khiển Một đội thiết kế để động hoạt động tốt vòng tua thấp m ột khác đảm nhiệm vai trò vòng tua cao -Sự thay đổi trạng thái 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 vòng tua động tăng , máy tính kích hoạt đội thiết kế cho vịng tuacao hoạt động Từ lúc này, van đóng mở theo chế độ vịng tua cao khoảng mở rộng , thời gian mở dài nhằm cung cấp đủ hịa khí cho buồng đốt -Hệ thống VTEC động trục cam kép điều khiển van xả van nạp -VTEC động có trục cam kép (DOHC) giới thiệu vào năm 1989 Honda Integ bán Nhật GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HỒNG ANH Page Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC -Động có cơng suất 160 mã lực Khách hàng Mỹ làm quen với VTEC từ 1991 Acura NSX, sử dụng động DOHC VTEC V6 ******VTEC động trục cam kép DOHC Hệ thống VTEC Honda phương pháp đơn giản nhằm đảm bảo động hoạt động hiệu dải vịng tua rộng, thơng qua trục cam kép đa trạng thái tối ưu hóa •Trong cấu có xupáp xylanh với địn bẩy thứ ba (đòn bẩy trung gian) vấu cam thứ ba (vấu cam trung tâm) hai trục cam nạp thải •Trong địn bẩy có lắp piston thuỷ lực để kết hợp ngưng kết hợp đòn bẩy với Vấu cam trung tâm dùng đến động hoạt động tốc độ cao, hai vấu cam lại dùng động hoạt động tốc độ thấp • Địn bẩy trung gian trang bị thêm lị xo khơng tải với chức làm cắt chuyển GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HOÀNG ANH Page Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC động đòn bẩy trung gian động hoạt động tốc độ thấp làm cho xupáp hoạt động êm dịu số vòng quay cao Tùy theo điều kiện làm việc cụ thể động mà sử dụng loại vấu cam phù hợp GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HOÀNG ANH Page Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HỒNG ANH Page Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC 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 ,tốc độ động cơ, tải động cơ, nhiệt độ nước làm mát từ cảm biến Các cảm biến động gởi tín hiệu đến ECM Tại thời điểm công tắc định trước , ECM gởi tín hiệu điện tới cuộn solenoid Khi cuộn dây solenoid mở đóng , áp lực dầu động gởi đến GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HOÀNG ANH Page Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC piston cò mổ lựa chọn.Dầu qua van trượt theo đường ống dẫn đến tác động vào piston nối, piston dịch chuyển sang phải để nối hai cụm cò mổ lại với nhau, chuyển động đồng thời Điều làm thay đổi mà vấu cam hoạt động xupap Sự thay đổi từ nâng thấp vấu gắn đến nâng cao cảm ứng vau tiếp nhận khoảng 0,1 giây Hệ thống không ăn khớp tốc độ thấp hay động không tải Khi tốc độ động tăng lên, lượng khơng khí nhiên liệu cần thiết tăng lên Nếu điều kiện nhiệt độ nước làm mát động cơ, áp suất đường ống nạp, tốc độ động tốc độ di chuyển xe đạt đến giá trị đó, hệ thống chuyển từ vấu cam tốc độ thấp sang vấu cam tốc độ cao Nhờ vậy, độ mở xupáp thời gian xupáp mở tăng lên GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HOÀNG ANH Page Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HỒNG ANH Page 10 Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC **********Các chế độ động ********** * Ở tốc độ thấp: GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HOÀNG ANH Page 11 Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC 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) Hình Cấu tạo cấu phân phối khí tốc độ thấp 1:Piston tác động , 2: Piston đồng , 3: Piston chặn , 4:Cò mổ thứ , 5: Cò mổ thứ hai , 6: Cam thứ , 7: Cam thứ hai * Ở tốc độ cao: GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HỒNG ANH Page 12 Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC -Khi hoạt động vòng quay cao,dưới áp lực dầu đẩy piston A phía bên phải theo hướng mũi tên hình vẽ -Làm cho đòn bẩy thứ ,thứ đòn bẩy trung gian nối lại với thành khối chuyển động thống -Tất đòn bẩy di chuyển cam tố độ cao Điều cáo nghĩa xupap điều chỉnh thời điểm quy luật nâng hoạt động tốc độ cao Hình 5: Cấu tạo cấu phân phối khí tốc độ cao 1: Áp lực dầu đến, 2: Cam thứ -Từ lúc này, van đóng mở theo chế độ vòng tua cao khoảng mở rộng hơn, thời gian mở dài nhằm cung cấp đủ hịa khí cho buồng đốt Hệ thống VTEC động trục cam kép điều khiển van xả van nạp GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HOÀNG ANH Page 13 Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC -VTEC động có trục cam kép (DOHC) giới thiệu vào năm 1989 Honda Integra bán Nhật Nó có cơng suất 160 mã lực Khách hàng Mỹ làm quen với VTEC từ 1991 Acura NSX, sử dụng động DOHC VTEC V6 Động Cơ Xe Đua Động Cơ DOHC Động Cơ Thường -VTEC Thời điểm đóng mở Độ Nâng Thấp Cao Thấp độnâng xupap GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HỒNG ANH Page 14 Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC Xả Ne max Nạp x Xả Nạp Xả x x Me n thấp Khi tải ổn Nạp x x x định X: Đặc tính tối ưu Điểm chuyển đổi n Thấp n Cao Động vtec Thời điểm đóng mở độ nâng xupap GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HOÀNG ANH Page 15 Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC Động thường n **************VTEC động trục cam đơn SOHC:***************** GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HOÀNG ANH Page 16 Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC Để tăng phổ biến giá trị VTEC, Honda tích hợp hệ thống động trục cam đơn SOHC - SOHC (viết tắt cho từ tiếng Anh Single Over Head Camshaft) dùng để cấu phối khí trục cam đỉnh Trong cấu này, trục cam bố trí cụm đầu xylanh (trên đỉnh piston), dẫn động xích cam điều khiển xupap thơng qua cị mổ Q trình hoạt động SOHC tương tự DOHC Trên động trục cam đơn, người ta sử dụng trục cam để điều chỉnh van nạp lẫn van xả - Trên thực tế, động sử dụng SOHC hiệu hệ thống VTEC áp dụng van nạp -Lý động SOHC, bu-gi đặt nghiêng với trục cam nằm hai van xả nên việc ứng dụng VTEC van xả Ưu điểm cấu giảm nhiều chi tiết dẫn động nên hoạt động ổn định hơn, tốc độ cao GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HOÀNG ANH Page 17 Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC Tuy nhiên cấu có nhược điểm khả đáp ứng xupap không nhanh cấu DOHC *********Sau số phiên hệ thống 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 vòng/phút lớn hơn, chốt khóa khóa cam thiết kế cho vịng tua cao thời gian mở van tăng lên để đạt công suất lớn *3STAGE VTEC: Hệ thống sử dụng chế độ cam 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 - Bên cạnh việc nâng cao khả tiết kiệm nhiên liệu, tối ưu công suất, động cịn thân thiện với mơi trường -Động i-VTEC sử dụng đồng hồ đo luồng khí cảm ứng luồng khí, với cơng nghệ điều khiển nhằm đạt kiểm soát tuyệt đối xác tỉ lệ khí nhiên liệu Liên tục trì tỉ lệ khí nạp tối ưu đóng góp đáng kể vào việc nâng cao khả đốt cháy lượng khí thải -Đồng thời, đầu xi lanh tích hợp cải tiến đường ống khí thải trang bị hai biến đổi xúc tác định vị sau đường ống -Ngoài ra, việc đốt nhiên liệu nhiệt độ cao biến đổi xúc tác làm gia tăng nhiệt độ cách nhanh chóng giúp tối ưu hóa tính làm động khởi động Những cải tiến giúp động sử dụng công nghệ i-VTEC đạt mức hiệu suất khí thải hàng đầu giới GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HOÀNG ANH Page 18 Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC i-VTEC kết hợp cơng nghệ VTEC cơng nghệ VTC Hình ảnh tổng quát cấu tạo nguyên lý công nghệ I-VTEC GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HOÀNG ANH Page 19 Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC Hệ thống i-VTEC hoạt động dựa nguyên tắc: ổn định chạy không tải, cân tiêu hao nhiên liệu đầu lớn i-VTEC có hai dạng: DOHC i-VTEC SOHC i-VTEC DOHC i-VTEC: kết hợp công nghệ VTC công nghệ DOHC VTEC SOHC i-VTEC: kết hợp công nghệ VTC công nghệ SOHC VTEC i-VTEC cho phép điều khiển xác thời điểm mở van, độ nâng toàn hoạt động động để đạt cân bằng, công suất tối đa, tiết kiệm nhiên liệu đạt hiệu suất khí xả Nhờ kết mà nâng cao ổn định chạy không tải, mang lại công suất lớn tốc độ thấp trung bình, kể tốc độ cao i-VTEC tạo cho động tốt cho trình nạp tốc độ GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HOÀNG ANH Page 20 Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC Hệ thống điều khiển cho cấu trình bày bên dưới, phận kiểm tra (cảm biến) liên tục nhận thay đổi tình trạng bên động : tải, nhiệt độ nước làm mát, số vòng quay động cơ, tốc độ xe v.v… Những tín hiệu chuyển đến ECU, để ECU điều khiển đóng mở van điện từ, nhằm cung cấp áp lực dầu đến piston thủy lực Các điều kiện chuyển đổi thời điểm đóng mở supap : · Số vòng quay động : 5300 v/p · Tốc độ xe : 30 Km/h · Nhiệt độ nước : 600C Chú thích : Dầu từ bơm đến Số vòng quay động Tải động Tốc độ xe Nhiệt độ nước làm mát Van điện từ Dòng dầu điều khiển *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 * Kết cấu modun khác nói chung chúng giống mặt ngun lý tất sử dụng loại trục cam có vấu kép, vấu dùng tốc GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HOÀNG ANH Page 21 Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC độ thấp vấu dùng tốc độ cao Ở dải tốc độ thấp , xu páp mở thời gian mở ngắn lại tốc độ vấu cam giảm *****************Tầm quan trọng hệ thống VTEC****************** Hệ thống VTEC Honda dấu mốc quan trọng việc nghiên cứu phát triển động đốt góp phần 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 GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HOÀNG ANH Page 22 .. .Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC Honda CBR400F sản xuất năm 1983 trang bị hệ thống REV *******************CƠ CẤU VTEC ******************** -VTEC thuật ngữ viết tắt từ cụm từ "Variable valve. .. Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC -Động có cơng suất 160 mã lực Khách hàng Mỹ làm quen với VTEC từ 1991 Acura NSX, sử dụng động DOHC VTEC V6 ***** *VTEC động trục cam kép DOHC Hệ thống VTEC Honda. .. DUY VS NGUYỄN HOÀNG ANH Page Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC GVHD : KHỔNG VĂN NGUYÊN SVTH: LƯU THẾ DUY VS NGUYỄN HOÀNG ANH Page Đề Tiểu Luận Tìm Hiểu Động Cơ VTEC Sự thay đổi trạng thái giữ