Đồ án tốt nghiệp khảo sát hệ thống phân phối khí

Đồ án Khảo sát hệ thống phân phối khí

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BỘ MÔN ĐỘNG CƠ

TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP

I TÊN ĐỀ TÀI: “ KHẢO SÁT HỆ THÔNG PHÂN PHỐI KHÍ TRÊN

ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ”

II TÊN SINH VIÊN MSSV : 12545004

III NỘI DUNG THỰC HIỆN

- Trình bày nguyên lý hoạt động, đặc điểm của các hệ thống phân phối khí trênđộng cơ đốt trong

- Phân tích ưu và nhược điểm các loại phân phối khí hiện nay sử dụng trên ô tô

IV TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Nguyên lý động cơ đốt trong, Nguyễn Tất Tiến, Nhà xuất bản Giáo Dục, 2007

2 Nguyên lý kết cấu động cơ đốt trong, Nguyễn Văn Trạng, ĐHSPKT Tp HCM,

2006

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

4 Tài liệu đào tạo các hãng Honda, Toyota, Mitsubishi, Fiat, BMW

5 http://www.autopro.com.vn

6 http://www.oto-hui.com

7 http://thuvienso.hcmute.edu.vn/

8 http://www.mechadyne-int.com

9 http://www.pattakon.com

10 http://asia.vtec.net/article/k20a

11 http://en.wikipedia.org

V TRÌNH BÀY: 01 quyển thuyết minh và 02 đĩa CD

VI THỜI GIAN THỰC HIỆN

- Ngày bắt đầu: 01/ 07/ 2015

- Ngày hoàn thành: 15/ 09/ 2015

Đắk Lắk , ngày 15 tháng 09 năm

2015

Bộ môn động cơ Giảng viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

……… …, Ngày ……tháng……năm 2015 Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

…………., Ngày ……tháng……năm 2015.

Giáo viên phản biện

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP.

1.1 Lý do chọn đề tài 9

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ thực hiện đề tài 9

1.2.1 Mục tiêu 9

1.2.2 Nhiệm vụ 9

1.3 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 9

1.3.1 Đối tượng 9

1.3.2 Phương pháp nghiên cứu 9

1.4 Giới hạn và nội dung đề tài 9

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ. 2.1 Nhiệm vụ của hệ thống phân phối khí 10

2.2 Yêu cầu của hệ thống phân phối khí 10

2.3 Điều kiện làm việc của hệ thống phân phối khí 10

2.4 Ảnh hưởng của việc thay đổi pha phân phối khí tới hiệu quả động cơ 10

2.4.1 Ảnh hưởng của việc thay đổi thời điểm mở xupap xả (Exhaust Valve Opening Timing – EVO) 11

2.4.2 Ảnh hưởng của việc thay đổi thời điểm đóng xupap xả (Exhaust Valve Closing Timing – EVC) 12

2.4.3 Ảnh hưởng của việc thay đổi thời điểm mở xupap nạp (Intake Valve Opening Timing – IVO) 13

2.4.5 Ảnh hưởng của việc thay đổi thời điểm đóng xupap nạp (Intake Valve Closing Timing – IVC) 14

2.5 Nguyên lý điều chính trên các hệ thống phân phối khí thông minh 19

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ BIẾN THIÊN 3.1 Giới thiệu hệ thống phân phối khí VVT 20

3.1.1 Lịch sử 20

3.1.2 Cấu tạo 22

3.1.3 Nguyên lý hoạt động 24

3.2.1 Cấu tạo 28

3.2.2 Hoạt động 29

3.3 Giới thiệu hệ thống phân phối khí VTEC 34

3.3.1 Giới thiệu 34

3.3.2 Cấu tạo 35

3.3.3 Nguyên lý hoạt động 38

3.4 Giới thiệu hệ thống phân phối khí i-VTEC 40

3.4.1 Giới thiệu 40

3.4.2 Cấu tạo 41

3.4.3 Nguyên lý hoạt động của VTC 42

3.4.4 Các chế độ cơ bản của i-VTEC 44

3.5 Giới thiệu hệ thống phân phối khí biến thiênMIVEC 47

3.5.1 Giới thiệu 47

3.5.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động thay đổi độ nâng xupap 48

3.5.3 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động thay đổi thời điểm phân phối khí 50

3.5.4 Cấu tạo 50

3.5.5 Nguyên lý hoạt động 51

3.5.6 Ưu điểm của MIVEC 54

3.6 Giới thiệu hệ thống phân phối khí biến thiênVanos 55

3.6.1 Giới thiệu 55

3.6.2 Cấu tạo 55

3.6.3 Nguyên lý hoạt động 57

3.7 Giới thiệu hệ thống phân phối khí biến thiên Valvetronic 59

3.7.1 Giới thiệu 59

3.7.2 Cấu tạo 59

3.7.3 Nguyên lý hoạt động 60

3.7.4 Đồ thị công suất và môment động cơ 62

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ KHÔNG SỬ DỤNG TRỤC CAM. 4.1 Hệ thống phân phối khí thủy lực Multiair 63

4.1.1 Lịch sử 63

4.1.2 Cấu tạo 63

4.1.3 Nguyên lý hoạt động 64

4.1.4 Ưu điểm của hệ thống Multiair 67

4.1.5 Sự phát triển trong tương lai 67

4.2 Hệ thống phân phối khí điện tử 68

4.2.1 EMV sử dụng Solenoid 68

4.2.2 Cấu tạo 69

4.2.3 Nguyên lý hoạt động 69

4.2.4 EMV sử dụng nam châm vĩnh cửu 70

4.2.5 Cấu tạo 70

4.2.6 Nguyên lý hoạt động 71

4.2.7 So sánh EMV sử dụng solenoid và EVM sử dụng nam châm vĩnh cữu 72

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN Kết luận 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI CẢM ƠN

Sau hơn ba tháng làm tiểu luận tốt nghiệp đến nay em đã hoàn thành Em xin chân thành cảm ơn

Trường Đại Học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã tạo điều kiện tốt nhất cho em trong suốt quá trình học tập và làm tiểu luận tốt nghiệp

Khoa Cơ khí Động Lực đã giúp đỡ em hoàn thành tiểu luận tốt nghiệp đúng thời gian quy định Đặc biệt sự hướng dẫn và giúp đỡ của Thầy

LÝ VĨNH ĐẠT, Thầy đã chỉ bảo em tận tình, giúp em vượt qua những khó khăn

vướng mắc trong khi hoàn thành tiểu luận của mình Bên cạnh đó em cảm ơn quý Thầy trong khoa Cơ khí Động Lực đã cho em những lời khuyên, động viên

và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành tốt chương trình học và tiểu luận tốt nghiệp này

Mặc dù rất cố gắng nhưng do thời gian và trình độ có hạn, nên trong quá trình làm tiểu luận không thể tránh những thiếu sót Em rất mong nhận được sự góp ý, nhận xét, đánh giá về nội dung cũng như hình thức trình bày của quý Thầy và các bạn để em hoàn thành tốt hơn các công việc của mình trong tương lai

Em xin chân thành cảm ơn

Đắk Lắk , Tháng 09 năm 2015.

CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP

1.1 Lý do chọn đề tài

Công nghiệp ô tô là một ngành quan trọng trên thế giới Các nhà chế tạo luônmuốn có được một động cơ đốt trong luôn đảm bảo được tính hiệu quả và tính kinh tếcao Và để đạt được một loại động cơ như thế thì người ta cần nghiên cứu đến nhữngyếu tố ảnh hưởng đến tính hiệu quả và tính kinh tế của động cơ Trong khi đó, hệthống phân phối khí cổ điển còn nhiều hạn chế Để khắc phục những hạn chế đó, một ýtưởng được các kỹ sư đưa ra là tìm cách tác động để thời điểm mở van, độ mở vàkhoảng thời gian mở biến thiên theo từng vòng tua khác nhau sao cho chúng mở đúnglúc, khoảng mở và thời gian mở đủ để lấy đầy hòa khí vào buồng đốt Để tăng hệ sốnạp thêm (λ1) đối với mỗi hãng xe người ta điều có một công nghệ nhằm thay đổi gócphân phối khí sao cho phù hợp với mọi chế độ làm việc của động cơ

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ thực hiện đề tài

1.2.1 Mục tiêu

Nhằm hiểu rõ hơn hệ thống phân phối khí thông minh trên các dòng xe đời mớiGiúp em củng cố lại các kiến thức đã được học và tập cho em cách làm việc độclập tạo điều kiện thuận lợi cho công việc sau này của người kỹ sư tương lai

1.2.2 Nhiệm vụ

Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm của hệ thống điều khiển

cơ cấu phân phối khí trên động cơ đốt trong

1.3 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

1.3.1 Đối tượng

Hệ thống VVT-i trên xe TOYOTA

Hệ thống i-VTEC trên xe HONDA

Hệ thống MIVEC trên xe MITSUBISHI

Hệ thống VANOS VÀ VALVETRONIC trên xe BMW

Hệ thống MULTIAIR trên xe FIAT

Hệ thống EMVA

1.3.2 Phương pháp nghiên cứu

Dựa vào kiến thức qua các môn học trên lớp kết hợp kiến thức sách vở, báo, tạpchí ô tô, internet Xây dựng nên tiểu luận tốt nghiệp

1.4 Giới hạn và nội dung đề tài

Với yêu cầu về nội dung, các mục tiêu và thời gian có hạn cộng với nguồn tàiliệu hiện có, tiểu luận chỉ tập trung phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhượcđiểm của hệ thống phân phối khí Đề tài không tập trung vào tính toán, thiết kế các chitiết trong hệ thống

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN

PHỐI KHÍ.

2.1 Nhiệm vụ của hệ thống phân phối khí

Hệ thống phân phối khí dùng để nạp đầy hỗn hợp hòa khí đối với động cơ xănghay không khí sạch đối với động cơ diesel vào các xylanh ở kỳ nạp và thải sạch khíthải trong xylanh ở kỳ xả

2.2 Yêu cầu của hệ thống phân phối khí

Đóng mở các xupap đúng lúc, đúng thì, đúng thứ tự hoạt động của động cơ,đóng kín các của nạp và cửa thải trong kỳ nén, cháy và giãn nở

2.3 Điều kiện làm việc của hệ thống phân phối khí

Trong quá trình làm việc, mặt xupap chịu phụ tải động và phụ tải nhiệt rất lớn.Lựckhí thể tác dụng trên diện tích mặt xupap có thể lên đến 10.000 đến 20.000N,trongđộngcơ cường hóa và tăng áp, lực này có thể tăng đến 30.000 N Nhiệt độ củaxupap thải trongđộng cơ xăng thường đạt 800-8500C, trong động cơ diezel là 500-

6000C Ngoài ratrong nhiên liệu có lưu huỳnh nên khi cháy tạo axit ăn mòn mặt nấmxupap

Vì vậy vật liệu dùng để chế tạo xupap phải có sức bền cơ học cao, chịu nhiệttốt, chống được ănmòn hóa học và hiện tượng xâm thực của dòng khí thải có nhiệt độcao

2.4 Ảnh hưởng của việc thay đổi pha phân phối khí tới hiệu quả động cơ

Hình 2.1 Pha phân phối khí động cơ bốn kỳ không tăng áp

ϕ - góc đánh lửa hoặc phun dầu sớm

2.4.1 Ảnh hưởng của việc thay đổi thời điểm mở xupap xả (Exhaust Valve

Opening Timing – EVO)

Xupap thải bắt đầu mở sẽ làm cho áp suất cao trong xylanh trong quá trình đốtcháy được thoát ra ngoài qua hệ thống xả

Xupap thải mở sớm trước khi piston tới điểm chết dưới (điểm b’ trên hình) sẽtạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thải bằng cách cho sản vật cháy tự thoát ra ngoàinhờ chênh áp giữa xylanh và đường thải Với mục đích giảm tải trọng động cho xupapcần phải cho xupap mở và đóng đường thông một cách từ từ Chính vì vậy việc mởsớm xupap thải nhằm tạo ra giá trị “thời gian-tiết diện” đủ để áp suất trong xylanhgiảm tới mức yêu cầu khi piston đi ngược từ điểm chết dưới lên điểm chết trên Khi đã

mở sớm xupap thải vào thời điểm hợp lý sẽ làm giảm công tiêu hao cho việc đẩy khíthải ra ngoài

Nhưng nếu mở xupap thải quá sớm sẽ làm giảm công giãn nở trên đồ thị côngqua đó làm giảm công suất động cơ

Hai yêu cầu trên mâu thuẫn với nhau Trên các động cơ đốt trong cổ điển thìpha phân phối khí được chọn cố định nên phải cân đối lợi ích giữa hai yếu tố trên Còntrên các động cơ có trang bị hệ thống phân phối khí thông minh thì hệ thống sẽ thayđổi thời điểm mở xupap thải sao cho động cơ đạt được hiệu suất cao nhất ở mọi tốc độ

và tải động cợ

Ởchế độ tải nhỏ hay một phần tải động cơ sẽ đạt hiệu suất cao hơn nếu như thờiđiểm mở xupap thải càng gần ĐCD hơn càng tốt vì ở chế độ này áp lực khí cháy trongxylanh nhỏ hơn nên cũng cần ít thời gian hơn để đẩy khí cháy ra ngoài Ngược lại khiđộng cơ ở chế độ toàn tải thì cần mở xupap thải sớm tức trước khi piston tới ĐCD vì

cần có đủ thời gian để đẩy sạch khí cháy ra ngoài, tuy mất một ít công trên đồ thị P-Vnhưng bù vào đó quá trình nạp trong chu kỳ kế tiếp có lợi ích lớn hơn nên nhìn chungđộng cơ sẽ đạt được hiệu quả cao hơn.

Hình 2.2 Ảnh hưởng của việc thay đổi thời điểm mở xupap xả

2.4.2 Ảnh hưởng của việc thay đổi thời điểm đóng xupap xả (Exhaust Valve Closing Timing – EVC)

Xupap thải bao giờ cũng đóng trễ sau khi piston đã đi qua điểm chết trên nhằmđảm bảo cho sản vật cháy được thoát hết ra ngoài, mặt khác lợi dụng chênh áp để sảnvật cháy được thải tiếp giảm lượng khí sót còn lại trong xylanh Ngoài ra việc đóngmuộn xupap thải còn nhằm sử dụng quán tính trên đường thải sinh ra giảm áp có tínhchu kỳ thấp hơn giá trị trung bình của pth tạo điều kiện để thải sạch hơn

Thời điểm đóng xupap thải có ảnh hưởng rất quan trọng đến việc khí thải cònlại trong xylanh trong kỳ hút tiếp theo Thời điểm đóng xupap thải là một thông sốquan trọng trong việc điều khiển lưu hồi khí thải và góc trùng điệp của hai xupap

Khi ở chế độ đầy tải mong muốn cho lượng khí thải còn lại trong xylanh là ítnhất để tối đa lượng hòa khí mới nạp vào trong xylanh trong kỳ hút kế tiếp Điều nàyđòi hỏi thời điểm đóng xupap thải phải càng gần ngay ĐCT Ngoài ra trong động cơ có

hệ thống xả tích cực nghĩa là sử dụng sóng áp suất của dòng khí xả xylanh khác thìthời điểm đóng xupap xả cũng ảnh hưởng tới sóng áp suất làm ảnh hưởng tới việc đẩyhay hút khí xả ra ngoài hoặc trở lại xylanh Sóng áp suất thay đổi theo tốc độ động cơ

do đó nếu cố định thời điểm đóng xupap xả ở một tốc độ nào đó sẽ gây ảnh hưởng tớicác chế độ hoạt động khác của động cơ

Khi động cơ hoạt động ở chế độ một phần tải thì thời điểm đóng muộn xupapthải có thể mang lại lợi ích lớn từ việc giữ lại một phần khí thải để hạn chế hòa khímới nạp vào Khí thải được giữ lại do đó làm giảm sự hoạt động cần thiết của bớm ga

để điều khiển lượng hòa khí vào buồng đốt và kết quả làm giảm tổn thất bơm trong kỳ

Cải thiện mômen xoắn ở tốc độ cao

Cải thiện mômen xoắn ở tốc độ thấp và hiệu quả

ở tải nhỏ

ĐCT

ĐCDXupap xả

hút tiếp theo Di chuyển thời điểm đóng trễ xupap thải sẽ làm tăng tuần hoàn khí thảitương ứng giảm phát thải khí thải làm động cơ thân thiện với môi trường.

Giới hạn bao nhiêu khí thải còn lại trong xylanh là cần thiết để đặc tính sự cháyvẫn ổn định và không ảnh hưởng tới công suất động cơ Tuần hoàn khí thải làm giảmdụng tích xylanh của buồng đốt do lượng khí trơ chiếm chỗ do đó sẽ làm giảm côngsuất và gây ra đặc tính cháy xấu Vì vậy ở chế độ cầm chừng và tốc độ thấp không nên

sử dụng việc lưu hồi để ổn định tốc độ cầm chừng, khi ở tốc độ cao cũng vậy để côngsuất và mômen động cơ phát ra đạt tối đa

Hình 2.3 Ảnh hưởng của việc thay đổi thời điểm đóng xupap xả

2.4.3 Ảnh hưởng của việc thay đổi thời điểm mở xupap nạp (Intake Valve Opening Timing – IVO)

Việc mở xupap nạp cho phép hòa khí vào xylanh từ ống góp hút (trong động cơdiesel hay động cơ phun xăng trực tiếp thì chỉ có không khí) Thời gian bắt đầu mởxupap nạp cần chọn sao cho khi áp suất trong xylanh (do giãn nở của khí sót) hạ thấphơn áp suất môi chất trên đường nạp thì tiết diện lưu thông của xupap nạp đã đủ lớn đểmôi chất mới đi vào Do đó thường mở sớm xupap nạp trước ĐCT (BTDC) Thời điểm

mở xupap nạp là thông số thứ hai xác định góc trùng điệp của xupap nạp và xupap xả(cả hai xupap đều mở) đó thời điểm đóng xupap xả và mở xupap nạp thay đổi sẽ làmthay đổi thời điểm phối khí, thay đổi lượng luân hồi khí thải

Cải thiện hiệu quả động cơ

ở chế độ cầm chừng, toàn tải và tốc độ cao do giảm

EGR

Cải thiện hiệu quả động cơ

ở chế độ tốc độ, tải trung bình do làm tăng EGR

ĐCT

ĐCD

SauĐCTXupap xả

Hình 2.4 Ảnh hưởng của việc thay đổi thời điểm mở xupap nạp

2.4.5 Ảnh hưởng của việc thay đổi thời điểm đóng xupap nạp (Intake Valve Closing Timing – IVC)

Hiệu quả thể tích hòa khí nạp vào phụ thuộc vào thời điểm đóng xupap nạp theotừng tốc độ và tải động cơ Thời điểm đóng xupap nạp quyết định bao nhiêu hòa khí sẽđược nạp vào xylanh do đó ảnh hưởng tới tính kinh tế và hiệu quả động cơ

Để đạt được mômen xoắn tối đa xupap nạp đóng muộn sau khi piston đã vượtqua điểm chết dưới nhằm nạp thêm môi chất mới vì ở điểm chết dưới tiết diện lưuthông qua xupap còn lớn, áp suất trong xylanh pa còn thấp hơn áp suất trên đường ốngnạp pk quán tính của môi chất mới từ đường nạp vào xylanh vẫn còn Do đó có thể kéodài quá trình nạp thêm một giai đoạn sau điểm chết dưới cho tới khi áp suất trongxylanh trở nên lớn hơn pk Mặt khác còn lợi dụng quán tính của dòng khí nạp tốc độcao để nạp thêm môi chất giúp tối đa lượng hòa khí nạp vào để công suất và mômenđộng cơ phát ra tối đa

Việc đóng sớm xupap nạp sẽ làm giảm hòa khí nạp vào xylanh giúp tiết kiệmnhiên liệu ở chế độ tải nhỏ Việc đóng sớm xupap nạp ở chế độ tải nhỏ còn giúp hạnchế hòa khí quay trở lại ống góp hút và hạn chế tổn thất bơm

Có thể giảm EGR phụ thuộc vào thời điểm đóng xupap xả

Có thể tăng EGR phụ thuộc vào thời điểm đóng xupap xả

ĐCT

ĐCD

TrướcĐCTXupap nạp

Hình 2.5 Ảnh hưởng của việc thay đổi thời điểm đóng xupap nạp

Thời gian mở sớm và đóng muộn của các xupap theo góc quay trục khuỷu tínhbằng độ tạo thành pha phân phối khí của động cơ Động cơ vận tải hoạt động ở các tốc

độ khác nhau mà mỗi tốc độ lại tương ứng với một pha phân phối khí tối ưu đảm bảocho hệ số nạp đạt cực đại Nhưng trên thực tế các động cơ cổ điển không thể thay đổiđược điều này Pha phân phối khí trong mỗi động cơ được quyết định sau khi thửnghiệm và lấy ở tốc độ xe hay hoạt động

Bảng 2.1 Pha phân phối khí ở một số động cơ cổ điển

Loại động

cơ

Tốc độđộng cơ

Góc trùngđiệp

Mở trướcĐCT

Đóng sauĐCD

Mở trướcĐCD

Đóng sauĐCTĐộng cơ xăng ô tô

Đóng trễ sau ĐCD giúp tăng mômen xoắn

tối đa

Đóng gần ĐCD làm giảm hòa khí nạp giúp tiết kiệm nhiên liệu ở chế độ tải nhỏ

ĐCT

ĐCD

SauĐCDXupap nạp

Hình 2.6 Đồ thị mômen động cơ

Ở chế độ cầm chừng (phạm vi số 1 trên biểu đồ) công sinh ra chỉ cần để thắngcác lực ma sát nên tốc độ động cơ thấp và khi có sự tăng tải bất ngờ thì động cơ dễ bịchết máy Chế độ này yêu cầu tỉ lệ hòa khí nạp vào xylanh động cơ đậm hơn và việcthải sạch khí thải để hệ số khí sót thấp dẫn tới môi chất công tác được tốt hơn Lúc nàycần pha phân phối khí trễ hơn tức điều chỉnh góc trùng điệp (ϕ ϕ1+ 4) nhỏ lại để khí

cháy được thải sạch ra ngoài, giảm khí xả chạy ngược lại phía nạp Điều này làm ổnđịnh chế độ không tải

Hình 2.7Chế độ cầm chừng

Khi ở chế độ tải nhẹ (phạm vi số 2 trên biểu đồ) nghĩa là áp suất trên ống góphút rất thấp nên có xu hướng hút khí xả trên ống góp xả lại nên thời điểm phối khí củatrục cam nạp cũng cần được làm trễ lại và độ trùng điệp xupap (ϕ ϕ1+ 4) giảm đi Điều

này làm ổn định tốc độ động cơ

Tốc độ động cơ

Tải động cơ

54

3

1 và 2

Đường mômen động cơ

NạpXả

ĐCT

ĐCD

Góc trùng điệp nhỏ nhất

Hình 2.8 Khi ở chế độ tải nhẹ

Chế độ tải trung bình (phạm vi số 3 trên biểu đồ) pha phân phối khí của động

cơ được điều chỉnh sớm và độ trùng lặp xupap tăng lên để tăng tuần hoàn khí thải(EGR) Điều này cải thiện ô nhiễm khí xả và tính tiết kiệm nhiên liệu, hiệu suất làmviệc của động cơ tăng lên.

Hình 2.9Chế độ tải trung bình

Trong phạm vi tốc độ thấp tới trung bình với tải nặng (phạm vi số 4 trên biểuđồ) do lúc này tốc độ động cơ thấp và tải nặng nên áp suất trên đường ống nạp lớn hơnxupap nạp cần được đóng sớm lại để hòa khí nạp vào đảm bảo vừa đủ cải thiện hiệusuất thể tích nạp Điều này làm cải thiện mômen xoắn ở tốc độ thấp tới trung bình

NạpXả

ĐCT

ĐCD

Góc trùng điệp nhỏ

NạpXả

ĐCT

ĐCD

Góc trùng điệp lớn

Hình 2.10 Tốc độ thấp tới trung bình với tải nặng

Trong phạm vi tốc độ cao với tải cao (phạm vi số 5 trên biểu đồ) thì cần làmchậm thời điểm đóng xupap nạp để lợi dụng quán tính của dòng khí nạp tốc độ caolàm cải thiện hiệu suất thể tích nạp Điều này cải thiện công suất đầu ra

Hình 2.11 Tốc độ cao với tải cao

Khi nhiệt độ động cơ thấp giảm góc trùng điệp xupap để ngăn chặn sự cháy xấu

và ổn định tốc độ không tải nhanh

NạpXả

ĐCT

ĐCD

Đóng sớm xupap nạp

NạpXả

ĐCT

ĐCDĐóng trễ xupap nạp

Hình 2.12Khi nhiệt độ động cơ thấp

Khi khởi động hoặc khi động cơ ngừng góc trùng điệp ở vị trí nhỏ nhất để cảithiện tính khởi động và cho lần khởi động tiếp theo

Hình 2.13 Khi khởi động hoặc khi động cơ ngừng

2.5 Nguyên lý điều chỉnh trên các hệ thống phân phối khí thông minh

Do động cơ trên ô tô hoạt động luôn thay đổi tốc độ mà mỗi tốc độ lại tươngứng với các thông số thời điểm, độ nâng và thời gian mở của các xupap rất khác nhau.Nếu đặt điều kiện hoạt động tối ưu của các xupap ở tốc độ thấp thì quá trình đốt nhiênliệu lại không hiệu quả khi động cơ hoạt động ở tốc độ cao, khiến công suất chung củađộng cơ bị giới hạn Ngược lại, nếu đặt điều kiện tối ưu ở tốc độ cao thì động cơ lạihoạt động không tốt ở tốc độ thấp

NạpXả

ĐCT

ĐCD

Giảm góc trùng điệp

NạpXả

ĐCT

ĐCD

Góc trùng điệp nhỏ nhất

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ BIẾN THIÊN

3.1 Giới thiệu hệ thống phân phối khí VVT

3.1.1 Lịch sử.

Hệ thống VVT (Variable Valve Timing) đã được sử dụng rộng khắp và đượcnhiều công ty sản xuất ô tô áp dụng cách đây cũng hơn 40 năm Hệ thống VVT đơngiản đã được sử dụng và đem lại kết quả khả quan Hệ thống gồm hai bộ phận chínhlà: solenoid điều khiển dầu và cơ cấu VVT Trên hình đã thể hiện một vài bộ phận rời,nhưng có thể thấy rõ được hai bộ phận chính: cơ cấu ròng rọc VVT và OCV ( OilControl Valve, hoặc oil solenoid)

Hình 3.1 Cơ cấu VVT cổ điển

Hệ thống VVT ban đầu hoạt động một cách tương đối đơn giản: tại số vòngquay cố định (4400 vòng/phút trên động cơ 20 xupap 4AGE) tín hiệu từ máy tính sẽlàm cho OCV mở, nó sẽ làm cho áp suất dầu đi qua một đường đặc biệt trong cam nạp,

đi xuyên qua trung tâm của cam nạp tới pully VVT Trong đó có một piston nhỏ, ápsuất dầu này sẽ đẩy piston ra phía sau, làm cho phần phía ngoài của pully điều chỉnhđúng với phần bên trong, vì then hình trôn ốc nên điều khiển hướng đi của piston Nhưvậy, khi tín hiệu từ máy tính làm VVT hoạt động, OCV mở, đó là nguyên nhân làmpully VVT hoạt động sớm hơn 300 góc quay trục khuỷu (sớm hơn 150 so với bản thânpully)

Hệ thống VVT-i là một kỹ thuật thay đổi thời điểm phối khí được phát triển bởiTOYOTA Hệ thống VVT-i đã thay thế hệ thống VVT đơn giản vào năm 1991 trênđộng cơ 4A-GE 20 xupap Hệ thống VVT-i được giới thiệu vào năm 1996, thay đổithời điểm của xupap nạp bằng cách điều chỉnh mối quan hệ giữa trục cam điều khiển(dây đai, vị trí bánh răng hoặc dây xích)

Hệ thống VVT-i thiết kế cùng hệ thống phun xăng của hãng Toyota hoạt độngtheo nguyên lý điện - thủy lực Cơ cấu này tối ưu hóa góc phối khí của trục cam nạpdựa trên chế độ làm việc của động cơ phối hợp với các thông số điều khiển chủ động

Áp suất dầu của động cơ sẽ đẩy tới bộ truyền động cho đúng với vị trí trụccam Năm 1998 Dual VVT-i (Điều chỉnh cả xupap xả và xupap nạp) được giới thiệutrên động cơ RS2000 Altezza’s 3S- GE Dual VVT-i còn được sử dụng trên động cơV6 mới 3.5L2GR-FE V6 Động cơ này được sử dụng trên các loại xe như Avalon,RAV4 và Camry ở Mỹ, Aurion ở Australia và một vài model ở Nhật, có cả xe Estima

Hình 3.2 Cơ cấu VVT-i của hãng Toyota.

Thông thường, thời điểm phối khí của động cơ đều được cố định, nhưng hệthống VVT-i đã sử dụng áp suất thủy lực để xoay trục cam nạp và làm cơ cấu này tối

ưu hoá góc phối khí của trục cam nạp dựa trên chế độ làm việc của động cơ phối hợpvới các thông số điều khiển chủ động Hiệu suất làm việc của động cơ phụ thuộc rấtnhiều vào hoạt động cung cấp nhiên liệu Hệ thống điện tử điều khiển xupap nạp biếnthiên VVT-i được thiết kế với mục đích nâng cao mômen xoắn của động cơ, cắt giảmtiêu thụ nhiên liệu và khí thải độc hại

Các bộ phận của hệ thống gồm: bộ xử lý trung tâm ECU 32 bit, bơm và đườngdẫn dầu, bộ điều khiển phối khí (VVT) với các xupap, cảm biến VVT, vị trí bướm ga,lưu lượng khí nạp, vị trí truc khuỷu, nhiệt độ nước Ngoài ra, VVT-i thường được thiết

kế đồng bộ với cơ cấu bướm ga điện tử ETCS-i, đầu phun nhiên liệu 12 lỗ (loại bỏ sự

hỗ trợ bằng khí ) và bộ chia điện bằng điện tử cùng các bugi đầu iridium

Hình 3.3 Các cảm biến gửi về ECU điều khiển VVT-i

Trong quá trình hoạt động, các cảm biến vị trí trục khuỷu, vị trí bướm ga và lưulượng khí nạp cung cấp các dữ liệu chính đưa về ECU để tính toán thông số phối khítheo yêu cầu chủ động Các cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ cung cấp dữ liệuhiệu chỉnh, còn các cảm biến vị trí VVT và vị trí trục khuỷu thì cung cấp các thông tin

về tình trạng phối khí thực tế Trên cơ sở các yếu tố chủ động, hiệu chỉnh và thực tế,ECU sẽ tổng hợp được lệnh phối khí tối ưu cho buồng đốt Lệnh này được tính toántrong vài phần nghìn giây và quyết định góc đóng mở của các xupap

Áp lực dầu sẽ tác động thay đổi vị trí bộ điều khiển phối khí, mở các xupap vàothời điểm thích hợp Như vậy, thay cho hệ thống cam kiểu cũ với thời điểm mở xupapkhông đổi, VVT-i đã điều chỉnh vô cấp hoạt động của các góc phối phí xupap

Thời điểm mở biến thiên theo sự phối hợp của các thông số về lưu lượng khínạp, vị trí bướm ga, tốc độ và nhiệt độ động cơ

Ngoài ra, còn một cảm biến đo nồng độ oxy đặt ở ống góp xả cho biết tỷ lệ % nhiênliệu được đốt cháy Thông tin từ đây được gửi về ECU và cũng được phối hợp xử lýkhi hiệu chỉnh chế độ nạp tối ưu nhằm tiết kiệm xăng và bảo vệ môi trường

3.1.2 Cấu tạo

Bộ chấp hành của hệ thống VVT-i bao gồm bộ điều khiển VVT-i dùng để xoay trục cam nạp, áp suất dầu dùng làm lực xoay cho bộ điều khiển VVT-i, và van điều khiển để điều khiển đường đi của dầu

Hình 3.4 Cấu tạo của bộ điều khiển VVT-i.

Bộ điều khiển bao gồm một vỏ được dẫn động bởi xích cam và các cánh gạtđược cố định trên trục cam nạp Áp suất dầu đi từ phía làm sớm hay làm muộn trụccam nạp sẽ xoay các cánh gạt của bộ điều khiển VVT-i để thay đổi liên tục thời điểmphối khí của trục cam nạp

Khi động cơ ngừng, trục cam nạp chuyển động đến trạng thái muộn nhất để duytrì khả năng khởi động Khi áp suất dầu không truyền đến bộ điều khiển VVT-I ngaylập tức, sau khi động cơ khởi động, chốt hãm sẽ hãm các cơ cấu hoạt động của bộ điềukhiển VVT-i để tránh tiếng gõ

Hình 3.5 Cấu tạo van điều khiển dầu phối khí trục cam

3.1.3 Nguyên lý hoạt động

Hệ thống được thiết kế để điều khiển thời điểm phối khí bằng cách xoay trục cam tính theo góc quay của trục khuỷu để đạt được thời điểm phối khí tối ưu cho các điều kiện hoạt động của động cơ dựa trên tín hiệu từ các cảm biến

• Làm sớm thời điểm phối khí :

Khi van điều phối được đặt ở vị trí như trên hình vẽ, bộ ECU của động cơ điềukhiển áp suất dầu tác động lên khoang cánh gạt phía làm sớm thời điểm phối khí đểquay trục cam nạp về chiều làm sớm thời điểm phối khí

Hình 3.6 Van điều phối dầu ở vị trí phía làm sớm.

• Làm muộn thời điểm phối khí :

Khi ECU đặt van điều phối trục cam ở vị trí như trong hình vẽ, áp suất dầu tácđộng lên khoang cánh gạt phía làm muộn thời điểm phối khí để làm quay trục cam nạptheo chiều quay làm muộn thời điểm phối khí.

Hình 3.7 Van điều phối dầu ở vị trí phía làm muộn

• Giữ ổn định :

Hình 3.8 Van điều phối dầu ở vị trí ổn định

ECU động cơ tính toán góc phối khí chuẩn theo tình trạng vận hành Sau khi đặtthời điểm phối khí chuẩn van điều khiển dầu phối khí trục cam duy trì đường dầu đóngnhư được chỉ ra trên hình vẽ để giữ thời điểm phối khí hiện tại

• Khi nhiệt độ thấp, khi tốc độ thấp ở tải nhẹ, hay khi tải nhẹ

Thời điểm phối khí của trục cam nạp được làm trễ lại và độ trùng điệp xupapgiảm đi để giảm khí xả chạy ngược lại phía đường nạp Điều này làm ổn định chế độkhông tải và cải thiện tính kinh tế nhiên liệu và tính khởi động

• Khi tải trung bình, hay khi tốc độ thấp và trung bình ở tải nặng

Thời điểm phối khí được làm sớm lên và độ trùng điệp xupap tăng lên để tănglượng khí xả luân hồi nội bộ và giảm tổn thất khí động do đó cải thiện tính kinh tếnhiên liệu và giảm nồng độ khí xả độc hại Ngoài ra, cùng lúc đó thời điểm đóngxupap nạp được đẩy sớm lên để giảm hiện tượng khí hỗn hợp quay ngược lại đườngnạp và cải thiện hiệu quả nạp

• Khi tốc độ cao và tải nặng :

Thời điểm phối khí cũng sớm lên như trường hợp trên nhưng ở mức cao hơn Thời điểm phối khí xupap nạp thay đổi thực tế theo đúng thời điểm tính toán bằng cảmbiến vị trí trục cam và được điều khiển bằng ECU.

3.2 Giới thiệu hệ thống phân phối khí VVTL –i

Hệ thống VVTL-i dựa trên hệ thống VVT-i và áp dụng một cơ cấu chuyển đổivấu cam để thay đổi hành trình của xupap nạp và xả Điều này cho phép đạt được côngsuất cao mà không ảnh hưởng đến tính kinh tế của nhiên liệu hay ô nhiễm khí xả

Cấu tạo và hoạt động của hệ thống VVTL-i về cơ bản giống như hệ thốngVVT-i Việc chuyển đổi giữa hai vấu cam có biên dạng khác nhau dẫn đến làm thayđổi hành trình của xupap

Trong cơ cấu chuyển vấu cam, ECU động cơ điều khiển chuyển đổi giữa 2 vấucam nhờ van điều khiển dầu VVTL dựa trên các tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nướclàm mát và cảm biến vị trí trục khuỷu

Hình 3.9 Hệ thống VVTL-i

3.2.1 Cấu tạo

Các bộ phận cấu thành hệ thống VVTL-i gần giống như những bộ phận của hệthống VVT-i Đó là van điều khiển dầu cho VVTL, các trục cam và cò mổ

Hình 3.10 Cấu tạo van điều khiển dầu VVTL

Van điều khiển dầu cho VVTL điều khiển áp suất dầu cấp đến phía cam tốc độcao của cơ cấu chuyển vấu cam bằng thao tác điều khiển vị trí van ống do ECU động

cơ thực hiện

Trục cam và cò mổ: để thay đổi hành trình xupap, người ta chế tạo trên trụccam 2 loại vấu cam, một loại vấu cam ứng với tốc độ thấp và vấu cam tốc độ cao chomỗi xilanh

Hình 3.11 Trục cam có hai vấu cam

Cơ cấu chuyển vấu cam được lắp bên trong cò mổ giữa xupap và vấu cam Ápsuất dầu từ van điều khiển dầu của VVTL đến lỗ dầu trong cò mổ và áp suất này đẩychốt hãm bên dưới chốt đệm Nó cố định chốt đệm và ấn khớp cam tốc độ cao

Đến cơ cấu chuyển vấu cam

Xả Áp suất dầu Ti van

Hình 3.12 Cấu tạo cơ cấu chuyển vấu cam

Khi áp suất dầu ngừng tác dụng, chốt hãm được trả về bằng lực của lò xo vàchốt đệm được tự do Điều này làm cho chốt đệm có thể di chuyển tự do theohướng thẳng đứng và vô hiệu hóa vấu cam tốc độ cao

3.2.2 Hoạt động

Trục cam nạp và xả có các vấu cam với 2 hành trình khác nhau cho từngxylanh, và ECU động cơ chuyển những vấu cam này thành vấu cam hoạt động bằng ápsuất dầu

Hình 3.13 Điều khiển ở tốc độ thấp, trung bình

Hình 3.14 Điều khiển ở tốc độ thấp, trung bình, cao

• Mạch dầu điều khiển ở tốc độ thấp và trung bình(tốc độ động cơ dưới6000 vòng/phút)

Hình 3.15Van điều khiển dầu VVTL, van điều khiển dầu mở phía xả

Như hình minh họa ở trên, van điều khiển dầu mở phía xả Do đó, áp suất dầukhông tác dụng lên cơ cấu chuyển vấu cam

Áp suất dầu không tác dụng lên chốt chặn Do đó, chốt chặn bị đẩy bằng lò xohồi theo hướng nhả khóa Như vậy, chốt đệm sẽ lặp lại chuyển động tịnh tiến vô hiệuhóa Nó sẽ dẫn động xupap bằng cam tốc độ thấp và trung bình

• Tốc độ cao (tốc độ động cơ trên 6000 vòng/phút, nhiệt độ nước làm mát cao hơn 60 0 C).

Hình 3.16Van điều khiển dầu VVTL,van điều khiển dầu đóng phía xả.

Như trong hình vẽ bên trên, phía xả của van điều khiển dầu được đóng lại saocho áp suất dầu tác dụng lên phía cam tốc độ cao của cơ cấu chuyển vấu cam

Lúc này bên trong cò mổ, áp suất dầu đẩy chốt chặn đến dưới chốt đệm để giữchốt đệm và cò mổ Do đó, cam tốc độ cao ấn xuống cò mổ trước khi cam tốc độ thấp

và trung bình tiếp xúc với con lăn Nó dẫn động các xupap bằng cam tốc độ cao ECUđộng cơ đồng thời phát hiện rằng vấu cam đã được chuyển sang vấu cam tốc độ caodựa trên tín hiệu từ công tắc áp suất dầu

Bảng 3.1 Sự thay đổi các thông số động cơ 2ZZ-GE

Độ mở

Độnâng

(mm)

MởtrướcĐCT

ĐóngsauĐCD

Độ mở

Độnâng

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM Tiểu luận tốt nghiệp

3.3 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ (VTEC)

3.3.1 Giới thiệu

Hệ thống điều khiển xupap biến thiên của hãng HONDA mang tên công nghệ

VTEC ( Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System ) do Ikuo Kajtani

phát minh VTEC có những đặc trưng kỹ thuật mà có thể thay đổi thời gian mở xupap

và độ nâng của xupap phụ thuộc vào các thông số tốc độ động cơ, tốc độ di chuyển của

xe, nhiệt độ nước làm mát và tải động cơ Khả năng này làm cho đặc tính sự cháy cóthể đáp ứng được các điều kiện hoạt động của động cơ, vì vậy vừa tiết kiệm nhiên liệuvừa đạt được hiệu suất cao và giảm thiểu khí thải gây ô nhiễm môi trường

Mỗi xupap trong động cơ được điều khiển bởi một số vấu cam với biên dạngriêng biệt Tất cả các cam đó đều được lắp đặt trên một trục cam và hệ thống điềukhiển điện tử điều khiển hoạt động của chúng dựa trên các điều kiện hoạt động củađộng cơ bằng cách dùng áp suất thủy lực Tùy theo điều kiện làm việc cụ thể của động

cơ mà sử dụng loại vấu cam phù hợp

Hình 3.17 Cấu tạo các vấu cam

Ở dải tốc độ thấp, biên dạng cam tốc độ thấp được sử dụng, thời gian mở xupapđược tối ưu hóa nhằm đạt được mômen xoắn cần thiết để xe có thể di chuyển tốt nhất

ở vòng tua thấp, đồng thời tiết kiệm nhiên liệu

Ở dải tốc độ cao, biên dạng cam tốc độ cao thay thế, cho độ mở xupap và thờigian mở xupap được tăng lên, không khí được nạp vào nhiều hơn Hệ thống cung cấpcho xe khả năng di chuyển tốt ở tốc độ cao và tăng hiệu suất động cơ

Cam tốc độ cao

Độ nâng của camKhoảng thời gian mở của cam

Cam tốc độ thấp

Độ nâng của cam

3.3.2 Cấu tạo

• Trục cam:

Trục cam của động cơ SOHC VTEC có 3 loại cam, được gọi là cam cơ bản,cam giữa, và cam thứ cấp Những cam này có những biên dạng khác nhau để cung cấpthời gian mở xupap và độ nâng khác nhau

Hình 3.18 Cấu tạo của trục cam SOHC VTEC

Hình 3.19 Cấu tạo của SOHC VTEC

1-Piston đồng bộ A 2-Cụm chuyển động êm 3-Piston đồng bộ B 4-Cò mổ giữa

5-Cò mổ cơ bản 6-Cò mổ thứ cấp 7-Các xupap nạp 8-Trục cam

• Các cò mổ:

Cò mổ cơ bản, cò mổ giữa, và cò mổ thứ cấp được tổ hợp lại trên một hệ cơhọc Các cò mổ cơ bản và thứ cấp tiếp xúc trực tiếp với các xupap Nhờ hoạt động của

Cam giữa

Cam thứ cấp

Cam cơ bản

Cam xả

Cổ trục

Cổ trục

các piston đồng bộ, piston dừng và lò xo, sự chuyển động riêng biệt của các cò mổ cóthể liên kết với nhau hoặc tách rời nhau trong quá trình hoạt động của động cơ.

Hình 3.20 Cấu tạo cò mổ và piston

1-Trục cam 2-Piston dừng 3-Cò mổ thứ cấp 4-Cò mổ giữa 5-Cò mổ cơ bản.

6-Piston đồng bộ B 7 Piston đồng bộ A

• Cụm chuyển động êm

Cụm chuyển động êm bao gồm piston chuyển động êm, hướng chuyển động

êm, các lò xo chuyển động êm A và B Cụm chuyển động êm tiếp xúc liên tục với cò

mổ giữa Khi vòng tua chậm, cụm chuyển động êm loại trừ các chuyển động khôngcần thiết của cò mổgiữa, khi vòng tua cao, nó có tác dụng như là một lò xo bổ trợ cho

sự hoạt động hài hòa

Hình 3.21 Cấu tạo cụm chuyển động êm

1-Cụm chuyển động êm 2- Cò mổ giữa 3- Lò xo chuyển động êm A

4- Hướng chuyển động êm 5- Piston chuyển động êm 6- Lò xo chuyển động êm B

1

2

3 5

7-Trục cam

• Van ống

Cụm van ống được lắp đặt bên cạnh sườn của đầu xylanh Nó bao gồm tấmchắn, solenoid, và van ống Chức năng của van này là để điều khiển dòng dầu từ bơmdầu đến các piston đồng bộ Khi solenoid được kích hoạt, van ống sẽ mở cho dòng dầu

đi qua và các piston đồng bộsẽ bị tác động bởi một áp lực thủy lực, như vậy đã kíchhoạt hệ thống VTEC Công tắc ngắt lực được lắp đặt ở phía sau của van ống Nó cảmnhận áp suất của dòng dầutác dụng lên các piston đồng bộ và cung cấp thông tin phảnhồi đến ECM

Hình3.22 Cấu tạo van ống

1- Solenoid 2- Công tắc ngắt lực 3- Van ống.

• Hệ thống điều khiển (ECM):

Hệ thống VTEC được điều khiển bởi PGM-FI ECM Bằng cách dùng các cảmbiến, ECM kiểm tra tốc độ động cơ, mức độ tải động cơ, vận tốc xe, nhiệt độ dungdịch nước làm mát động cơ và nhiều yếu tố khác Sau đó, dựa theo những thông sốnày, ECM xác định được điều kiện làm việc hiện tại của động cơ và kích hoạt solenoidkhi cần thiết (Van solenoid điều khiển áp lực thủy lực cung cấp đến van ống.)

1

2 3

Hình 3.23 Cấu trúc hệ thống điều khiển

3.3.3Nguyên lý hoạt động

• Khi tốc độ động cơ thấp (hệ thống không được kích hoạt):

Hệ thống VTEC không được kích hoạt khi tốc độ động cơ thấp (Tuy nhiên, rấtnhiều yếu tố được kiểm tra trong khi động cơ đang hoạt động Nói đơn giản, ở đây cácthông số đó được giám sát.) Van ống được đóng lại và không có áp lực thủy lực tácdụng lên các piston đồng bộ ở bên trong các cò mổ Nói cách khác, từng cò mổ chuyểnđộng độc lập và được điều khiển bởi các cam cơ bản, cam giữa, và cam thứ cấp tươngứng Trong điều kiện đó, các xupap cơ bản và thứ cấp đóng và mở dựa theo thời gian

và độ nâng được xác định bởi các biên dạng của cam cơ bản và cam thứ cấp Tấtnhiên, cò mổ giữa sẽ được điều khiển bởi cam giữa trong thời gian này, nhưng nókhông ảnh hưởng đến hoạt động của các xupap và chịu tác động bởi cụm chuyển động

êm để triệt tiêu tiếng lách cách khi chuyển động

Hình 3.24 Hệ thống VTEC không được kích hoạt

1-Piston đồng bộ A 2- Piston đồng bộ B 3- Piston dừng 4- Cò mổ thứ cấp.

5- Cò mổ giữa 6 Cò mổ cơ bản

• Khi tốc độ động cơ cao (hệ thống được kích hoạt):

Một khi tốc độ động cơ vượt qua giới hạn xác định, ECM phát tín hiệu đếnsolenoid để mở van ống Áp suất thủy lực từ bơm dầu bây giờ có thể truyền dòng dầubên trong trục cam đến các cò mổ, nơi nó tác dụng lên các piston đồng bộ và đẩychúng sang một bên Tuy nhiên, nếu có một trong các cò mổ đang tiếp xúc với camtrong thời điểm này, tất cả các piston sẽ không được sắp xếp cùng nhau Do đó các cò

45

6

mổ vẫn tiếp tục chuyển động ngay cả khi áp lực thủy lực đang tác động lên các piston.Khi tất cả ba cò mổ rời cam đồng thời, các piston sẽ trượt và các cò mổ sẽ được liênkết cùng nhau Trong điều kiện đó, cả xupap cơ bản và xupap thứ cấp được điều khiểnbởi cam giữa được định dạng cho tốc độ động cơ cao thông qua sự hoạt động của cò

mổ giữa Khi tốc độ động cơ giảm, van ống sẽ được đóng lại và áp suất thủy lực sẽgiảm Lò xo của piston dừng sẽ cố gắng đẩy các piston quay lại vị trí ban đầu củachúng Như trước đây, điều đó sẽ nhận được khi tất cả các piston được sắp xếp cùngnhau Các cò mổ được tách rời nhau và bắt đầu làm việc độc lập

Hình 3.25Hệ thống VTEC được kích hoạt

Đồ thị khai triển biên dạng cam tác dụng cho ta thấy cả thời điểm và độ nângxupap đều được thay đổi để đáp ứng lượng không khí và pha phân phối khí phù hợpkhi động cơ hoạt động ở tốc độ cao Từ đó giúp động cơ hoạt động với hiệu suất cao

và mômen xoắn lớn

Áp suất thủy lực

Hình 3.26 Đồ thị khai triển biên dạng cam tác dụng

3.4 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ i-VTEC

3.4.1 Giới thiệu

• i-VTEC

(i viết tắt của từ intelligent, i-VTEC là intelligent-VTEC) Hãng HONDA đã

giới thiệu phát minh là việc bổ sung thêm cơ cấuthay đổi thời điểm mở xupap VTC(Variable Timing Control ) sử dụng áp suất thuỷ lực để xoay trục cam nạp làm thayđổi thời điểm phối khí thay đổi liên tục góc trùng điệp của xupap hút và xupap xảtrong quá trình động cơ hoạt động để tăng công suất, tăng tính kinh tế nhiên liệu vàgiảm lượng khí xả ô nhiễm môi trường

Hệ thống này giảm hoạt động sớm của cam ở chế độ cầm chừng, ổn định sựcháy, và giảm tốc độ động cơ

Nếu trục trặc xuất hiện, điều khiển hệ thống VTC bị vô hiệu hóa và thời điểmđóng mở xupap và được cố định hoàn toàn ở vị trí trễ

Độ nâng xupap

Thời gian