MỤC LỤC
9/80/9821 0n0n088 a4 ).) ).)HẬHH ,Ô 2
1 Muc dich va ¥ nghia cia dé tas ooo ccc ccecccccececececessecececsececcevevecevevecevavevecevavavavavavaees 3
2 Tổng quan về sự phát triển của cơ cầu phân phối khí 4 kỳ từ cỗ điển đến hiện đại: 3
2.1 Nhiệm vụ, yÊH CÂN: ST HT TT ng HH nh gen ren gưkg 3
2.2 Cơ cấu phân phối khí cỗ điỂn: cà HH HH nh ng re reo 4 2.3 Cơ cấu phân phối khí hiện đại: - Án HH ng ng re re eecg 7 3 Thiết kế cơ cầu phân phối khí trên động cơ Z6: 2 - < + +x+xceeereeree 14 3.1 Các chỉ tiết của hệ thông cơ cấu phân phối khí động cơ Z6: 16 3.2 Hé thong thay doi géc phéin phoi khis c.c.cccccccececcccesesessstsseseeseesesestsseseeeeeeesen 27 3.3 Đặc điểm,kết cầu của hệ thông thay doi géc phan phoi khis 0.0 30
4 Tính tốn các thơng số cơ bản của cơ cấu phân phối khí: -5- set 43
4.1 Xác định kích thước của tiết diện lưu thông: ccccccsreeerererrrrrrrece 43
J1 1 016 nh 46
4.3 Dựng hình cam lỖÌ: - ác TT TH HH HH TT TT ng ng ưu 47 4.4 Động học con đội đáy bằng: SH TH HH nen rưyu 51 5 Tinh kiém nghiệm các chỉ tiết trong cơ cầu phân phối khí động cơ Z6: %4 5 1 Quy dẫn khối lượng các chỉ tiết máy trong cơ cấu phối khi: «5s: 54
A01, 1 08.8 nan .e.e 55
5 3 Tính toán kiểm nghiỆH ẨFC CŒIH: 5< nen ch hưu 58 5 4 Tính toán sức bỀn con đội: sgk Hư 62 5 5 Tính toán sức ĐÈN XHĐÁP: St HT HH TT HT ngu 62 6 Những hư hồng và phương pháp kiểm tra, sửa chữa các chỉ tiết trong cơ cầu phân
phối khí : tt 119 cư TT TT TH TT Thư 63 SG) 7) angg : 63 6.2 Các phương pháp kiểm tra, phân loại chỉ tiẾt: ch re 63 6.3 Phương pháp kiểm tra sửa chữa các chỉ tiết của cơ cầu phân phối khí động cơ
r1 65
Trang 3LỜI NÓI ĐẦU
Động cơ đốt trong ngày nay dang phát triển rất mạnh mẽ cả về số lượng lân chất lượng, nó đóng một vai tro quan trong trong nhiễu lĩnh vực kinh tế, xã hội, khoa học công nghệ Là nguôn động lực cho các phương tiện vận tải như ôtô, máy kéo, tàu thuỷ, máy bay và các máy động cơ cở nhỏ v.V
Đối với một sinh viên kỹ thuật, đồ án tốt nghiệp đóng một vai trò rất quan trọng Để tài tốt nghiệp em chọn là thiết kế cơ cấu phân phối khí trên động cơ Z6 Tuy là
một đề tài quen thuộc đối với sinh viên nhưng mục đích của đề tài rất thiết thực, nó
không những giúp cho em có điêu kiện để ôn lại các kiến thức đã học ở trường mà còn có thể hiểu biết kiến thức nhiêu hơn khi tiếp xúc với thực tế Cơ cấu phân phối
khi của động cơ Z6 có nhiễu đặc điểm mới lạ Do đó việc thiết kế động cơ này thật
sự đã đem đến cho em nhiêu điêu hay và bổ ích
Được sự giúp đỡ và hướng dân tận tình của thấy Trân Văn Nam, các thầy cô trong khoa cùng với viéc tim hiểu, tham khảo các tài liệu liên quan và vận đụng các kiến thức được học, em đã cơ gắng hồn thành đề tài này Mặc đù vậy, do kiến thức
của em có hạn lại thiếu kinh nghiệm thực tế nên đồ án sẽ không trảnh khỏi những
thiếu sót Em mong các thây cô góp ÿ, chỉ bảo thêm để kiến thức của em ngày càng hoàn thiện hơn
Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thấy hướng dân "Tran Van Nam” cùng các thây cô trong khoa và các bạn đã nhiệt tình giúp đỡ để em có thể hoàn thành đồ án này
Sinh viên thực hiện
Trang 41 Mục đích và ý nghĩa của đề tài:
Ngày nay, phân lớn các thương hiệu xe hơi nổi tiếng đã có mặt tại thị trường Việt Nam, trong đó Ford là hãng xe hơi đi tiên phong với hơn 15 năm kinh nghiệm, đứng thứ 2 với 14% thị phần với các dòng xe tiêu biểu như Everest, Escape,
Mondeo, Transit, Ranger, Laser, Focus Trong đó Focus là nỗi bật nhất, là chiếc sedan thành công nhất trong lịch sử của Ford, đã đạt doanh thu kỷ lục với 1030 xe
tại thị trường Việt Nam trong năm 2009 Sự thành công của Focus là nhờ được trang bị các hệ thống hiện đại như hệ thống chống bó cứng phanh (ABS), hệ thống phân phối lực phanh điện tử (EBD), nội thất rộng rãi sang trọng và tỉnh tế Đặc biệt là hệ thống điều khiển van biến thiên VCT của Ford cho phép tối ưu hóa thời gian, thời điểm, góc đóng mở của xupáp làm tăng công suất động cơ, tiết kiệm nhiên liệu,
thân thiện với môi trường là xu thế mới là tiêu chí hàng đầu trong lĩnh vực nhiên cứu chế tạo động cơ ô tô ngày nay Đó là lý do em chọn đề tài “Thiết kế cơ cầu
phân phối khí động cơ Z6 trên xe Ford Focus” được lắp trên xe Focus của Ford Trong để tài này em tập trung vào vấn đề kết câu và nguyên lý hoạt động của các chỉ tiết trong hệ thống phân phối khí động cơ Z6, tính tốn các thơng số kích thước cơ bản, ngoài ra em còn phân tích các nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục các hư hỏng
Thông qua việc làm đề tài này đã góp phần cho em củng cố lại các kiến thức đã được học và tập cho em cách nghiên cứu làm việc độc lập tạo điều kiện thuận lợi cho công việc sau này của người kỹ sư tương lai
2 Tong quan về sự phát triển của cơ cấu phân phối khí 4 kỳ từ cô điển đến hiện đại:
2.1 Nhiệm vụ, yêu câu:
* Nhiệm vụ: Cơ cấu phân phối khí có nhiệm vụ điều khiến quá trình thay đôi khí, thải sạch khí thải khỏi xilanh và nạp đầy hỗn hợp hoặc không khí mới vào xilanh đê động cơ làm việc được liên tục Trong quá trình làm việc không khí sạch và nhiên liệu được cấp vào xilanh động cơ ứng với các thời điểm xác định Việc nạp không khí và làm sạch xilanh động cơ 4 kỳ thực hiện thông qua xupáp nạp và xả
* Yêu cầu:
Trang 5- Đóng kín và không được hở ( tì chặt lên đế xupáp) Tránh gây lọt khí sẽ làm giảm áp suât trong hành trình nén làm giảm công suât của động cơ
- Ít mòn và ít ôn ào (do va đập)
- Dễ điều chỉnh, sửa chữa, giả thành hạ
- Đóng mở các cửa nạp và cửa thải theo đúng qui luật pha phối khí động cơ 2.2 Cơ cấu phân phối khí cỗ điển:
2.2.1 Cơ cấu phân phối khí xupáp đặt:
* Nguyên lý làm việc :
Khi động cơ làm việc thông qua dẫn động từ bánh răng trục khuyu 10 làm cho trục cam 8§ quay, khi trục cam quay vấu cam sẽ tác động lên con đội 7 làm cho con đội chuyển động đi
lên và tác dụng vào đuôi xupáp l
làm cho xupáp chuyên động đi lên lúc này lò xo 3 bị nén lại Khi xupáp chuyên động đi lên sẽ mở thông cửa nạp với bên trong xilanh (nếu ở xupáp hút) ở bên trong xilanh với cửa xả (nếu ở xupáp xả) Khi vấu cam 8 không tác động vào con đội nữa lúc này lò xo 3 dãn ra và làm cho xupap đóng lại, kết thúc quá trình hút hoặc quá trình thải của động cơ
Hình 2-] Kết cấu cơ cấu phân phối khí xupáp đặt; 1-Xuppádp; 2-Ông dân hướng; 3-Lò xo; 4-Đĩa lò xo; 5-Ôc
điểu chỉnh; 6-Đai ốc điều chỉnh; 7-Con đội; 8-Cam; 9-Bảnh răng trục cam; 10-
bánh răng frục cơ
+ Ưu điểm: Chiều cao động cơ giảm, kết câu nắp xilanh đơn giản, dẫn động xupáp
dễ dàng thuận tiện Sô chỉ tiết của cơ câu ít nên lực quán tính của cơ câu nhỏ, bê mặt cam và con đội ít bi mòn
+ Nhược điểm:
Buông cháy không gọn (V; tăng) làm cho tỉ số nén giám dẫn đến động cơ có tỉ số nén thấp
Diện tích làm mát lớn dẫn tới tôn thất nhiệt nhiều, dẫn đến rị, giảm
Trang 6này cho các loại động cơ xăng có tỉ số nén thấp (<7,5) và số vòng quay không cao lắm 4 5 6 7 2.2.2 Cơ cấu phân phối khí xupáp treo: 3 * Nguyên lý làm việc : Khi động cơ làm việc nhờ sự dẫn động từ trục cơ làm cho trục cam quay Khi
bề mặt làm việc của vấu cam 11 tác động vào con đội 10 làm cho con đội chuyên động đi lên, dẫn đến đũa đây 9 cũng chuyên động đi lên, khi đũa đây 9 chuyên động đi lên thì sẽ tác động vào
đuôi đòn bẩy 6 làm cho đuôi đòn bẩy 6 chuyển động đi lên và xoay xung khí xupáp treo; I-Ông dẫn hướng, 2-
quanh trục của nó dẫn đến đầu đòn bây Lò xo xupáp, 3-Đĩa lò xo; 4-Móng
6 chuyên động đi xuống tác động vào hãm, 5-Xupáp, 6-Đòn bẩy, 7-Ví
đuôi xupáp 5 làm cho xupáp chuyên chỉnh xupáp; 8-Đề xupáp; 9-Đãa đây;
động đi xuống lúc này lò xo 2 bị nén 10-Con đội; 11- Cam
lại Khi xupáp chuyển động đi xuống sẽ mở thông cửa nạp với bên trong xi lanh (nếu ở xupáp hút) ở bên trong xi lanh với cửa xả (nếu ở xupáp xả) Khi vấu cam 11 không tác động vào con đội nữa lúc này lò xo 2 dan ra va lam cho xupap 5 dong lai, kết thúc quá trình hút hoặc quá trình thải của động cơ Quá trình này diễn ra liên tục trong suốt quá trình làm việc của động cơ
- Ưu điểm:
+ Buông cháy nhỏ gọn, điện tích truyền nhiệt nhỏ, giảm được tốn thất nhiệt
+ Dễ tăng tỷ số nén, đường nạp đường thải thơng thống, tăng hệ số nạp, giảm hệ số khí sót đảm bảo góc phối khí chính xác hơn Đối với động cơ xăng có thể tăng tỉ số nén mà không kích nỗ
- Nhược điểm:
+ Dẫn động xupáp phức tạp
+ Tăng chiều cao động cơ
Trang 7+ Độ tin cậy thấp hơn phương án bố trí xupáp đặt
2.2.3 Cơ cẩu phân phối khí xupáp treo dẫn động xupáp trực tiếp nhờ trục cam: * Nguyên lý làm việc: Khi động cơ làm
việc thông qua cơ cấu truyền động đến trục cam 6 làm cho trục cam 6 quay Khi bề mặt làm việc của cam 6 tác động vào con đội 5 làm cho nó chuyển động đi
xuống, tác động vào đuôi xupáp 1 làm cho xupáp 1 chuyển động đi xuống dẫn đến mở thông cửa nạp với bên trong xỉ lanh nếu như ở xupáp nạp và bên trong xi
lanh với bên ngoài cửa xả nếu như ở xupáp xả, lúc này lò xo 3 bị nén lại Khi
bê mặt làm việc của cam 6 không tác 22272722 (ps "vận Yr 4 YY ⁄ 227222222 Œ Qe Z A 2m Gs Y 4 m H Li Los do \ 2⁄2 aN L] Q WIN, S SS Ñ Wy \ /
Hình 2-3 Kết cẩu xupáp treo dẫn động trục tiếp; 1-Xupáp; 2-Ông dân hướng; 3-lò xo xupáp; 4-Đĩa lò xo; 3-Con đội; 6-Cam; 7-Móng ham; 8- Để xupáp
Trang 82.2.4 Nhược điểm của cơ cấu phân phối khí cô điển:
Do tính chất của hòa khí và sau khi cháy mà 3 thông số thời điểm, độ nâng và thời gian mở của các xupáp ở tốc độ thấp và tốc độ cao rất khác nhau Đối với động
cơ cô điển thì công suất và mô-men xoắn cực đại ở tốc độ nào của xe thì phụ thuộc
vào điều kiện sử dụng của xe đó Nếu đặt điều kiện hoạt động tối ưu của các xupap ở tốc độ thấp thì quá trình đốt nhiên liệu lại không hiệu quả khi động cơ ở trạng thái tốc độ cao, khiến công suất chung của động cơ bị giới hạn Ngược lại, nếu đặt điều
kiện tối ưu ở số tốc độ cao thì động cơ lại hoạt động không tốt ở tốc độ thấp Từ những hạn chế đó, thì cơ cau phối khí hiện đại ra đời với ý tưởng là tìm cách tác
động để thời điểm mở van, độ mở và khoảng thời gian mở biến thiên theo từng
vòng tua khác nhau sao cho chúng mở đúng lúc, khoảng mở và thời gian mở đủ để
lấy đầy hòa khí vào buồng đốt 2.3 Cơ cấu phân phối khí hiện đại:
2.3.1 Cơ cẩu phân phối khí VTEC của Honda:
Hệ thống VTEC của Honda là một trong những công nghệ tiên tiến nhằm tối ưu
hóa hiệu quả của động cơ Được kỹ sư thiết kế động cơ của Honda, Kenichis
Nagahrro sáng tạo 2.3.1.1.Cấu tạo hệ thống:
Hình 2-4 Cấu tạo của hệ thong VTEC
1- Truc cam ; 2- Tam dinh vi ; 3 - Co mé thir cap ; 4 - Co mé thik hai ; 5 - Piston đồng bộ ; 6 - Piston tác động ; 7— Xupáp hút
Trang 9có biên độ mở nhỏ Các piston lắp đặt bên trong cò mô sẽ đây piston đồng bộ di
chuyên cùng hướng dé ép pIston chặn và lò xo hoàn lực lại tạo sự liên kết hai cò mô
lại với nhau Khi mất áp lực dầu, dưới sự hoàn lực của lò xo théng qua piston chan sẽ được piston đồng bộ trở về làm tách 2 cò mồ mở riêng rẽ Ở tốc độ thấp, hai cò mồ được tách rời, vì thế xupáp hút thứ nhất điều khiển sự phân phối chính trong khi đó xupáp hút thứ hai chỉ hé mở để ngăn chặn nhiên liệu tích luỹ ở cửa nạp Ở tốc độ cao, hai cò mô được liên kết thành một khối nhờ vào piston đồng bộ Vì vậy tốc độ này cả hai xupáp đều chịu sư tác động của vấu cam có biên độ mở lớn nhất
2.3.1.2 Quả trình hoạt động:
Kỹ thuật thay đổi thời gian phân phối khí và mức độ nâng xupáp được sử dụng cho động cơ nhằm mục đích tiêu thụ nhiên liệu thấp nhất nhưng công suất phát ra vẫn cao Với hệ thống này, đặc điểm nổi bật là với một tỷ lệ hoà khí tiết kiệm
nhưng vẫn tạo ra một momen lớn ở tốc độ thấp, đồng thời ở tốc độ cao công suất phát ra lớn tương đương như động cơ bốn xupáp tiêu chuẩn đạt được ¬ Hình 2-5 Hoạt động của hệ thông VTEC * Ở tóc độ tháp:
Co mo thir nhat và cò mô thứ hai được tách rời, do vau cam A va B điêu khiên
Trang 10
Hình 2-5 Cấu tạo của cơ cấu phân phối khí ở tốc độ thấp
1¬Piston tác động, 2- Piston đồng bộ, 3- Piston chặn, 4- Cò mồ thứ nhất,
5- Cò mồ thứ bai, 6- Cam thử nhất, 7- Cam thứ bai * Ở tốc độ cao:
Piston tac déng duoc bố trí bên trong cò mô thứ nhất, nó được tác động bởi áp
lực dầu để di chuyển theo hướng mũi tên như hình (4) Cả hai cò mồ thứ 1 và thứ 2 được liên kết lại bằng piston đồng bộ Ở tốc độ này, biên độ mở của xupáp thứ hai
giống như biên độ mở của xupáp thứ nhất nhằm đáp ứng cho sự hoạt động ở tốc độ
cao giống như động cơ 4 xupáp thông thường (2 xupáp điều khiển phân phối khi)
Hình 2-6 Cấu tạo cua co cdu phân phối khí ở tốc độ cao 1- Áp lực dấu đên, 2- Cam thứ nhái
2.3.1.3 Hệ thông điêu khiến:
Hệ thống điều khiến cho cơ câu này được trình bày bên dưới Các cảm biến liên
tục nhận sự thay đôi bên trong động cơ như : tải, nhiệt độ nước, sé vòng quay động
cơ và tốc độ xe Những tín hiệu này sẽ được chuyển đến ECU để ECU điều khiển chính xác áp lực dầu đến các piston thuỷ lực
Trang 11Nhiệt độ nước : 530°C Tốc độ xe : 5 Kmih Tải động cơ : Dựa vào áp suất thấp ở đường ống nạp ee le ee {
Hình 2-7 Sơ đô Hệ thống điều khiển cơ cầu phân phối khi bằng điện tử
2.3.1.4 Uu điểm của hệ thông:
Tính ưu việt ở loại động cơ này là công suất động cơ cao đồng thời với việc tiết kiệm nhiên liệu Cơ câu phân phối khí của động cơ này gần giống như kiểu phân phối khí của động cơ bốn xupáp thông thường, nhưng nó được cải tiến sư phân phối
tốt hơn Ở tốc độ thấp, lượng hoà khí nạp vào trong xilanh được tiết kiệm do chỉ mở
một trong hai xupáp nhưng ở tốc độ trung bình và cao, công suất phát ra lớn do mở đồng thời cả hai xupáp hút
2.3.2 Cơ cẩu phân phối khí MIVEC của Mitsubishi:
MIVEC (Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control system) 1a tén viết tắt của công nghệ động cơ với xupáp nạp biến thiên được phát triển bởi hãng Mitsubishi
2.3.2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Hệ thống này có khả năng thay đổi hành trình hoặc thời gian đóng mở các xupáp bằng cách sử dụng hai loại vẫu cam khác nhau Ở dải tốc độ thấp, vẫu cam nhỏ dẫn động các xupáp, động cơ hoạt động ở trạng thái không tải ôn định, lượng khí thải
giảm và mômen xoắn tăng lên ở tốc độ thấp Khi vấu cam lớn được kích hoạt, tốc
độ tăng lên, các xupáp được mở rộng hơn và thời gian mở xupấp tăng lên Bởi vậy làm tăng lượng khí nạp trong buông cháy, công suất và mômen xoắn tăng, dải tốc
độ động cơ được mở rộng MIVEC được Mitsubishi giới thiệu lần đầu tiên vào năm
1992 trên động cơ 4G92, dung tích 1597 cc, 4 xilanh thắng hàng, mỗi xilanh gồm hai xupáp nạp và hai xupáp xả Thế hệ công nghệ này ra đời với tên gọi “Mitsubishi Innovative Valve timing and lift Electronic Control” Chiéc xe dau tién sir dung
Trang 12công nghệ này là chiéc hatchback Mitsubishi Mirage va chiéc sedan Mitsubishi Lancer
* Nguyên lý hoạt động:
Nhằm tối ưu hiệu suất động cơ ở dãi tốc độ thấp và trung bình, mặt khác lại nâng cao công suất ở vòng tua cao, hệ thống MIVEC đạt được cả hai mục tiêu trên nhờ chủ động điều khiển cá thời điểm và khoảng thời gian đóng mở xupáp Hệ
thống MIVEC điều khiển hốn đơi các vẫu cam có cùng chức năng Một số các loại xe đua thể thao đã áp dụng biện pháp công nghệ này nhằm mục đích sinh ra nhiều công suất hơn Việc chuyển đôi vấu cam được thực hiện một cách tự động nhờ các
ECU của hệ thống MIVEC, dựa trên các tín hiệu đầu vào như tốc độ động cơ, sỐ
vòng quay trục khuỷu, nhiệt độ nước làm mát, độ mở bướm ga, ECU sẽ đưa ra tín
hiệu điều khiển để kích hoạt hoặc hủy chế độ MIVEC
Cf dai toc do thap
{Oil control vatve OFF) „ đc ge ` Công tắc! Ở dải túc độ cao
(Oil control valve ON)
Hình 2-8 Hoạt động của hé thong Mivec
Hai cam có hai biên dạng khác nhau được sử dụng ở hai chế độ khác nhau của
Trang 13đòn chữ T được ép vào các khe ở đỉnh trục cò mô của cam tốc độ thấp Điều này cho phép các cam tốc độ cao dịch chuyển cùng với cam tốc độ thấp Lúc này các xupáp thay đổi hành trình khi được dẫn động bởi cam tốc độ cao Ở dải tốc độ thấp, tay đòn chữ T trượt ra khỏi khe một cách tự do, cho phép các cam tốc độ thấp dẫn động các xupáp Ở đái tốc độ cao, áp suất thủy lực đây piston thủy lực lên, bởi vậy tay đòn chữ T lại trượt vào các khe cò mô đề chuyên sang vận hành với các cam tốc độ cao
Nói chung, chế độ MIVEC được kích hoạt để chuyên sang vau cam tốc độ cao khi tốc độ động cơ tăng và chuyên sang vấu cam tốc độ thấp khi tốc độ động cơ giảm Ở dải tốc độ thấp, thời gian đóng mở các xu páp nạp và xả trùng nhau tăng để tăng sự ôn định ở chế độ không tải Khi tăng tốc, thời điểm xupáp nạp đóng được làm chậm lại để giảm áp lực ngược đồng thời cải thiện hiệu suất khí nạp, giúp tăng công suât động cơ cũng như giảm hệ sô ma sát Lồ xu trục cò mã Trục cò mũ Phia xunän xã Truc ban lễ co mo Yau cam téc dé Dầu hôi caa tron Vấu cam tôc VỆ (2S độ cao tốc độ thấp Tay đòn chữ T ứng với cam toc đã cao Trục băn lề cà mũ ¡_ Phía xunân nạn SS Piston Lo xo
Cù mô ứng với TU Ti Củ mũ ứng với cam tũc đãcan \ cam tắc độ thấp
Hình 2-9 Cáu tạo của hệ thông Mivec
2.3.2.2 Ưu điểm của hệ thống:
Hệ thống MIVEC điều khiển bốn chế độ vận hành tối ưu của động cơ như sau:
Trang 14* Trong hầu hết các điều kiện làm việc, để đảm bảo hiệu suất nhiên liệu cao nhất, thời gian đóng xupáp trùng nhau tăng lên để giảm tôn thất bơm Thời điểm xupáp xả mở được làm chậm lại để tăng tỷ số nén, tăng tính kinh tế của nhiên liệu
* Khi cần công suất cực đại (tốc độ và tải trọng cao), thời điểm đóng xupáp nạp được làm chậm lại đê đồng nhất hóa không khí nạp với thể tích nạp là lớn nhất
* Ở dải tốc độ thấp và tải nặng, MIVEC đảm bảo tối ưu mômen xoắn do thời điểm
xupáp nạp đóng được làm trễ hơn để đảm bảo đủ lượng khí nạp Cùng lúc đó, thời
điểm xupáp xả mở được làm chậm lại để tăng tỷ số nén và cải thiện hiệu suất động co
* Ở chế độ không tải, thời điểm xupap xa và nạp trùng nhau được loại bỏ để ôn định quả trình chảy
2.3.3 Cơ cấu phân phối khí VCT của hãng Ford:
Hãng Ford đã đi đầu trong lĩnh vực cải tiến hệ thông phân phối khí và đã cho ra đời nhiều thế hệ ôtô với tính năng hiện đại Trong đó có hệ thống điều khiển xoay trục cam nạp hay gọi là hệ thống điều khiển VCT Với hệ thống này nhằm thay đổi góc phân phối khí của các xupáp phù hợp với từng dãi tốc độ làm việc của động cơ được ra đời trong nhưng năm gân đây và sử dụng rộng rãi ở Việt Nam trên các loại xe nhu: Focus, Mondeo, Escape, Transit
Hình 2-10 Hé thong co cau phân phối khí VCT
VCT là hệ thống điều khiển thời điểm phối khí phù hợp với chế độ làm việc của
động cơ VCT là cụm từ viết tắt từ tiếng Anh: Variable Cam Timing
Đối với các động cơ cô điển thì thời điểm phối khí là cố định và thường đựơc
tính theo điều kiện sử dụng của động cơ Vì nó được dẫn động trực tiếp từ trục
khuyu dén cam thông qua cặp bánh răng hoặc xích Ngược lại, với các động cơ có
Trang 15hệ thống VCT thì góc phân phối có thể thay đôi theo điều kiện làm việc của động cơ Hệ thống VCT sử dụng áp suất thuỷ lực điều khiển bằng van điện từ để xoay trục cam nạp, thay đôi thời điểm phối khí để đạt được thời điểm phối khí tối ưu Hệ
thống này có thê xoay trục cam một góc 40” tính theo góc quay trục khuỷu để đạt thời điểm phối khí tối ưu cho các chế độ hoạt động của động cơ dựa vào các tín hiệu
từ cảm biến và điều khiển bằng ECU động cơ
Do đó hệ thống này được đánh giá rất cao vì nó cải thiện quá trình nạp và thải, tăng công suất động cơ, tăng tính kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường
2.3.4 Ưu điểm của cơ cấu phân phối khí biện đại so với cổ điển:
Việc sử dụng các bộ phận thay đôi thời điểm và quy luật nâng của xupáp, làm
cho cơ cấu phối khí hiện đại luôn hoạt động ở điều kiện tối ưu Điều đó đã làm cho động cơ sử dụng cơ cấu phối khí hiện đại có suất tiêu hao nhiên liệu thấp, việc gia tốc thay đổi từ tốc độ thấp sang tốc độ cao xảy ra nhanh chóng, it gây ô nhiễm và đạt công suất cao Xe có sử dụng cơ cầu phân phối khí hiện đại sẽ chạy êm dịu trong thành phố cũng như trên quốc lộ, dễ dàng chuyển từ tốc độ thấp sang tốc độ
cao
2.3.5 Ưu điểm của VCT so với VTEC và MIVEC:
Đối với động cơ sử dụng VTEC và MIVEC thì mặc dù cho công suất tối đa lớn
nhưng không cải thiện được mô men xoắn cực đại và có cơ chế hoạt động phức tạp,
chỉ hoạt động được 2 hoặc 3 pha và không liên tục Trong khi đó VCT công nghệ của Ford giúp tối ưu hoạt động của xupáp nạp và xả trên toàn bộ đãi tốc độ của động cơ, biến thiên góc quay trục cam cho phép xupáp đóng mở tại các thời điểm khác nhau trong mỗi chu trình cháy (4 kỳ) để phân bố công suất của động cơ phù hợp theo tốc độ và tải (chân ga) một cách nhanh chóng
3 Thiết kế cơ cấu phân phối khí trên động cơ Z6:
Động cơ Z6 do hãng Ford sản xuất, được lắp trên xe Focus 1,6L Z6 là động cơ
xăng với 4 xilanh được đặt thắng hàng, 16 xupáp Các xupap duoc dẫn động trực tiếp từ cam Cam được đặt trên nắp máy, gồm 2 trục cam dẫn động xupáp (DOHC) Z6 tích hợp hệ thống điều khiển van biến thiên VCT (Variable Cam Timing) cho phép tối ưu hóa thời gian, thời điểm, góc đóng mở của xupáp làm tăng công suất động cơ, tiết kiệm được nhiên liệu Dùng hệ thống phun xăng điện tử theo chu kỳ
Với những cải tiến này mang lại cho động cơ hoạt động tốt nhất ở mọi chế độ
Trang 16làm việc Bảng 3- 1 - Thông số động cơ: STT Hạng mục Thông s6 Don vi
1 | Duong kinh xilanh 78 mm
2 | Hanh trinh piston 83,6 mm
3 | Dung tích xilanh 1598 cc
4 | Tỷ số nén 10
5 Sô vòng quay 6000 v/phút
6 Công suất cực đại 77 KW
7 Mômen xoăn cực đại 145 N.m 8 _ | Góc mở sớm xupáp nạp -3 +37 độ 9| Góc đóng muộn xupáp nạp 13+53 độ 10 | Góc mở sớm xupap xa 53 độ I1 | Góc đóng muộn xupap xa 3 độ 12 | Thứtựnô 1-3-4-2
13 | Cam đóng mở xupắp DOHC
Trang 1711 12 13 14 15 l6 17 El 4 Se DX N 4 XIN ` SE: ế | =| LÝ 18 19 20 21 22 Saas V7 HERA eRe es 7 Ỳ 23 6 24 Yi \ | _ _ 5 4 25 3 So) 2 1 28 27 26
Hinh 3-1 Mat cat động cơ Z6
1 - Các te; 2 — Lọc dầu bôi trơn; 3 - Ong dẫn dầu bôi trơn; 4— Trục khuyu; 5 —
Bánh xích đầu trục khuỷu; 6 — Buly trục khuỷu; 7 — Xich dan d6ng; 8 — Banh xich
dẫn động trục cam; 9 — Trục cam; 10 — Đường dẫn dầu bôi trơn; 11 - Xupáp; 12 —
Con đội; 13 — Đĩa chặn lò xo; 14 - Lò xo xupáp; 15 - Ống dẫn hướng; 16 - Xilanh; 17 — Dé xupap; 18 — Xéc mang; 19 — Chốt piston; 20 — Thanh truyền; 21 — Phớt chăn dầu; 22 — Đuôi trục khuỷu; 23 — Đai ốc; 24 — Bạc lót; 25 — Chốt khuỷu; 26 —
Cô trục khuỷu
3.1 Các chỉ tiết của hệ thông cơ cấu phân phối khí động cơ Z6:
3.1.1 Sơ đồ bố trí xupáp và nguyên lý làm việc của cơ cấu phân phối khi:
Cơ câu phân phối khí của động cơ dùng xupáp treo vì cơ cầu phân phối khí này có nhiều ưu điểm hơn so với cơ cấu phân phối khí xupáp đặt Ưu điểm của kiểu bố trí này là làm cho buồng cháy động cơ nhỏ gọn, diện tích mặt truyền nhiệt nhỏ vì
Trang 18vậy giảm được tốn thất nhiệt Khả năng chống kích nỗ được cải thiện nhiều nên có thể tăng tỷ số nén lên 0,5 + 2 so với khi dùng cơ cấu phân phối khí xupáp đặt Cơ cầu phân phối khí dùng xupáp treo làm cho đường thải và đường nạp thanh thoát hơn làm cho sức cản khí động giảm nhỏ Mỗi xilanh của động cơ được bồ trí bởi 4 xupáp (2 hút, 2 xả) làm tăng diện tích tiết diện lưu thông, hệ số nạp tăng lên 5 + 7% và giám được đường kính nắm xupáp, khiến cho các xupáp không bị quá nóng và tăng được sức bền Các xupáp được bồ trí thành 2 dãy (một dãy xupáp nạp và một
dãy xupáp xả) Các đường ống nạp và ống thải bố trí về một phía dé ống thải có thê say nóng ông nạp khiến nhiên liệu dé bay hơi
* Nguyên lý làm việc: Nguyên lý làm việc của cơ cầu phân phối khí được chia làm hai quá trình cơ bản sau: Quá trình vấu cam đây mở xupáp và quá trình lò xo giãn
đóng kín xupáp
Quá trình vẫu cam đây mở xupáp: Khi động cơ làm việc trục khuýu quay làm cho bánh xích dẫn động cơ cấu phân phối khí lắp ở đầu trục khuỷu quay theo, thông qua bộ truyền động xích trung gian (6) dẫn động các bánh xích (10) lắp ở đầu các trục cam do đó làm cho các trục cam đóng mở xupáp quay Khi các vấu cam tiếp xúc với con đội (13) Con đội bắt đầu chuyển động đi xuống tác động vào đuôi xupáp (4) ép lò xo xupáp (15) nén lại đồng thời xupáp chuyên động đi xuống làm mở các cửa nạp (nếu trong giai đoạn nạp khí vào xilanh động cơ) và cửa thải (trong quá trình thải) thực hiện quá trình nạp môi chất mới và thải khí cháy ra ngoài
Quá trình lò xo giãn đóng kín xupáp: Khi trục cam tiếp tục quay, vấu cam đi chuyển theo cho đến khi đỉnh của vẫu cam vượt qua đường tâm con đội Lúc này
Trang 199 10 11, 12 13 14 15 16 17 —\ Hình 3-2 Sơ đồ bồ trí xupáp
1 — Xéc mang; 2 — Piston; 3 — Dé xupap; 4 — Xupáp; 5 — Ong dẫn hướng; 6 —- Xích dan déng; 7 — V6 b6 xoay cam; 8 — Cánh xoay; 9 — Buléng cé dinh banh rang cam;
10 — Đĩa xích dẫn động trục cam; I1 — Đường dẫn dầu bôi trơn; 12 - Trục cam; 13
- Con đội; 14 - Đĩa chặn lò xo; 15 - Lò xo xupáp; 16 — Mong ham; 17 — Vòng chắn đầu; 18 - Nắp cô trục cam; 19 - Vấu cam nạp; 20 —- Đường ống hút; 21 - Đường
ống xa; 22 — Dé chan 16 xo; 23 — Vau cam thai
3.1.2 Phương án dẫn động trục cam:
Trục cam được bố trí phía trên nắp xilanh, khoảng cách giữa trục cam và trục khuỷu là rất lớn, nếu dùng phương pháp dẫn động bằng bánh răng sẽ rất phức tạp, cơ cầu dẫn động trở nên cồng kènh, khi làm việc sẽ có tiếng ồn, vì thế trong trường
hợp này trục cam được sẽ được dẫn động bằng xích
Xích được làm bằng thép hợp kim có sức bên rất cao và khi hoạt động không gây nên tiếng ồn Loại dẫn động này có nhiều ưu điểm như: Kết câu gọn nhẹ, có thể
dẫn động được trục cam ở khoảng cách lớn Tuy nhiên dùng phương án dẫn động
này giá thành cao Hơn nữa khi phụ tải và tốc độ thay đổi đột ngột xích đễ bị rung
Trang 20động Sau một thời gian sử dụng xích thường bị rơ gây nên tiếng ôn và làm sai lệch pha phân phối khí Để giữ cho xích luôn được căng phải dùng thêm cơ cấu căng
xích Để chống rung dùng thêm bộ dẫn hướng cho xích
Bánh răng dẫn động xích được lắp ở đầu trục khuỷu Phía đầu trục khuỷu có
biên độ dao động xoắn lớn vì vậy khi lắp theo kiểu này làm cho hệ thống phân phối khí chịu dao động xoắn làm sai lệch pha phân phối và chịu tải trọng phụ do dao động đó gây nên Ngoài ra khi trục cam bị ảnh hưởng của dao động xoắn thì góc phun sớm hoặc góc đánh lửa sớm cũng bị ảnh hưởng Tuy vậy khi lắp bánh răng ở đuôi trục khuỷu sẽ làm cho kết cầu dẫn động trở nên phức tạp
Hình 3-3 Dẫn động trục cam
1 - Lo xo vau hãm; 2 — Vau ham; 3 — Piston; 4 — Lo xo; 5 — Van bi; 6 - Đĩa xích dan động trục cam nạp; 7 — Đĩa xích dẫn động cam thải; 8 - Bộ căng xích; 9 — Dia
xích chủ động; 10 - Xích dẫn động; 11 — Thanh dẫn hướng
* Nguyên lý làm việc của bộ căng xích: Khi động cơ bắt đầu hoạt động, xích dẫn động làm việc và căng theo Trong quá trình hoạt động lâu dài các mắt xích sẽ bị mòn làm cho độ chùng của xích tăng lên vượt quá giới hạn cho phép Khi xích chùng đến giới hạn đó dầu có áp suất cao được đưa vào qua van bi Dưới áp lực dâu, piston bị ép về phía bên phải đây thanh dẫn hướng xích đi theo và xích được căng ra Trên piston có khía rãnh, các khía rãnh này ăn khớp với rãnh trên chốt hãm
Trang 21trượt trên các rãnh của chốt hãm nhờ vào lực lò xo 3.1.3 Kết cấu xupáp:
Xupáp là chỉ tiết trực tiếp cho đòng khí nạp vào buồng đốt và thải khí cháy ra ngoài với một thời gian ngắn trong một chu kì làm việc của pittông Trong quá trình làm việc xupáp chịu phụ tải động và phụ tải nhiệt rất lớn
Về phụ tải động: Lực khí thể tác dụng lên mặt nắm xupáp từ 10000 + 20000 N
và chịu tắc động của lực quán tính nên khi làm việc luôn bị va đập mạnh với đề
xupáp nên rất đễ gây biến dạng
và phụ tải nhiệt: Xupấp xả làm việc trực tiếp với dòng khí thải có nhiệt độ khoảng 1100 + 1200 ”C và với tốc độ dòng khí vào cỡ 400 + 600 (m/s), xupap xa thường quá nóng và bị xâm thực Xupấp nạp nhờ dòng khí nạp làm mát nên chịu nhiệt nhỏ hơn xupắp xả
Trang 22* Phần nắm:
Kết câu của nắm xupáp chẳng những có ảnh hưởng quyết định đến giá thành chế tạo xupáp mà còn ảnh hưởng đến độ bên, trọng lượng và tình trạng của dòng khí lưu động qua họng đề xupáp nữa Nắm xupáp của động cơ Z6 được ta chọn là loại nằm bằng Ưu điểm của loại này là đơn gián dễ chế tạo, có thể dùng cho cả xupáp xả và Xupáp nạp
Mặt làm việc quan trọng của phần nắm là mặt côn có góc độ ø = 15 + 45° ta chọn góc độ ø = 45° Điều này vừa đảm bảo được độ bền của nắm, vừa đảm bảo tiết diện lưu thông khi mở xupáp và vừa đảm bảo dòng khí lưu động dễ dàng Góc a này càng nhỏ thì tiết diện lưu thông càng lớn Tuy nhiên nếu z càng nhỏ thì mặt
nam càng mỏng, độ cứng vững của mặt nam cang kém do đó dễ bị cong vênh, tiếp
xúc không kín khít với để xupáp
Đôi khi góc của mặt côn trên nắm xupáp còn làm nhỏ hơn góc của mặt côn trên đề xupáp từ (0,5 + 1”) để xupáp có thê tiếp xúc với đế theo vòng tròn ở mép ngồi
của mặt cơn Làm như vậy có thê đảm bảo tiếp xúc được kín khít dù mặt nắm có bị biến dạng nhỏ
Đường kính của nắm xupap nap d,, = 27,8 (mm) Đường kính của nắm xupáp xả dạ: = 24,7(mm)
Chiều rộng của mặt côn trên nắm xupáp nạp và thải b= (0,05 + 0,12) dạ= 1,4 (mm) Chiều dày của nắm xupdp nap bang (0,08 + 0,12) di, = 0,108.27,8 =3 (mm)
Chiều dày của nắm xupáp xảbằng (0,08 + 0,12) dy =0,12.24,7 = 3 (mm) * Phần thân xupáp:
Thân xupáp có đường kính thích đáng để dẫn hướng tốt, tản nhiệt tốt và chịu được lực nghiêng khi xupáp đóng mở Để giảm nhiệt độ cho xupáp người ta có xu hướng tăng đường kính của thân xupáp và kéo dài ống dẫn hướng đến gan nam xupáp Nhưng đo phải đảm bảo tiết điện lưu thông và gọn nhẹ nên thân xupáp cũng không thể làm quá lớn
Thân xupáp nạp và thải có dạng hình trụ dài Chỗ chuyển tiếp giữa thân và nâm có góc lượn
Đường kính than xupap nap: dy, = (0,16 + 0,25) dạ= 0,198.27,8 = 5,5 (mm) Đường kính thân xupáp xả: dạ = (0,16 + 0,25) dạ= 0,223.24,7 = 5,5(mm)
Trang 23trong phạm vi khá lớn l, = (2,5 + 3,5) dụ Chiều dài của thân xupắp cần lựa chọn đủ
để lắp ống dẫn hướng và lò xo xupáp
Chiều đài thân của xupáp nạp: l„ = 2,5.27,8 = 69,5(mm) Chiều dài thân của xupáp xả: 1, = 2,75.24,7 = 67,925 (mm) * Đuôi xupấp:
Phần đuôi xupáp trực tiếp va đập với con đội do đó mặt trên của phần đuôi phải
được tôi cứng Ở phần đuôi xupáp có đoạn khoét rãnh để lắp móng hãm
R | À Ì
Hình 3-5 Kết cầu phần đuôi xupáp
Đề chặn lò xo phía trên được lắp với xupáp bằng 2 móng hãm hình côn lắp vào
đoạn có đường kính nhỏ trên đi Mặt phía ngồi của móng hãm ăn khớp với mặt
côn của lỗ đĩa lò xo
Móng hãm được chế tạo dạng hình côn
Kiểu lắp dùng móng hãm có ưu điểm lớn là không gây nên ứng suất tập trung
trên đuôi xupáp Tuy vậy việc gia công móng hãm rất khó khăn
3.1.4 Để xupáp:
Cơ cầu phân phối khí của động cơ đang thiết kế dùng xupáp treo, đường thải và
đường nạp bố trí trong nắp xilanh Để giảm hao mòn cho thân máy và nắp xi lanh khi chịu lực va đập của xupáp, người ta dùng đế xupáp ép vào họng đường thải và
đường nạp Vì thân máy và nắp xilanh được chế tạo bằng hợp kim nhôm nên dé
xupáp được ép cho cả đường nạp và đường thải
Mặt ngoài của đề là hình trụ trên có vát mặt côn để tiếp xúc với mặt côn cha nam xupáp Đề được chế tạo bằng thép hợp kim chịu mài mòn
Đường kính họng đề xupáp nạp dụ = 29,12 (mm)
Đường kính họng đề xupáp xả dụ; = 24,74 (mm)
Chiều cao của đề xupáp nạp hạ = (0,18 + 0,25) dạ= 0,25.29,12 = 7,28 (mm)
Chiều cao của đế xupáp xả h, = (0,18 + 0,25) d, = 0,25.24,74 = 6,185 (mm)
Trang 24a) b) Hình 3-6 Kết cầu để xupáp
a) Kết cầu đề xupáp nạp; b) Kết cầu xupáp xả 3.1.5 Ong dan hướng xupáp:
Ống dẫn hướng xupáp làm nhiệm vụ dẫn hướng thân xupáp Để dam bao độ chính xác thắng hàng giữa mặt xupáp và bệ đỡ, lỗ dẫn hướng phái trùng tâm với đề xupáp Đề dẫn hướng được xupáp và để dễ gia công sửa chữa, thay thế cũng như có thê dùng vật liệu tốt nhằm tăng tuôi thọ, ống dẫn hướng được chế tạo rời rồi lắp vào nắp xilanh Ống dẫn hướng được chế tạo băng loại gang hợp kim CH21-40 có tô chức péclit Bôi trơn ống dẫn hướng và thân xupáp băng cách tiện rãnh hứng dau để bôi trơn bằng dầu vung té Ông dẫn hướng có kết cấu hình trụ được dùng do tính công nghệ đơn giản Xupáp được lắp vào ống dẫn hướng theo chế độ lắp lỏng Khe hở giữa ống dẫn hướng và thân xupáp phụ thuộc vào đường kính thân xupáp Khe
hở giữa thân xupáp nạp và ống dẫn hướng (0,005 + 0,01) dạ = 0,01.5,48 = 0,0548
(mm) Khe hở giữa thân xupáp thải và ống dẫn hướng (0,008 +0,012) d„= 0,011
5,48 = 0,06028(mm)
Chiều dày ống dẫn hướng thường vào khoảng (2,5 + 4) (mm) ta chọn 3 (mm)
Chiều dài ống dẫn hướng phụ thuộc vào đường kính và chiều dài thân xupáp và có trị số vào khoảng (1,75 + 2,5) duvới d; là đường kính nắm xupáp
Trang 25Một đầu của ống dẫn hướng được vát côn để việc lắp ghép được dễ dàng
3.1.6 Lo xo xupap:
Lò xo xupáp dùng để đóng kín xupáp trên đế xupáp và đảm bảo xupáp chuyển
động theo đúng quy luật của cam phân phối khí, do đó trong quá trình mở đóng
xupáp không có hiện tượng va đập trên mặt cam Lò xo chịu tải trọng thay đổi theo chu kỳ và chịu dao động.Vật liệu chế tạo lò xo xupáp thường dùng dây thép có
đường kính 3 + 5(mm), ta chọn 3 (mm) loại thép C65
Kết cầu lò xo dạng xoắn ốc hình trụ Hai vòng ở hai đầu lò xo quấn sít nhau và mài phẳng để lắp ghép Bước xoắn trên cùng của lò xo có đường kính nhỏ hơn so với các vòng còn lại của lò xo Sự chênh lệch này có kích thước A = 1,95 (mm)
Hình 3-8 Kết cầu lò xo xupáp
Kết cấu lò xo của xupáp nạp và xá trong động cơ là giống nhau Lò xo có tông cộng 8 vòng Số vòng công tác là 6 (không kế 2 vòng đầu của lò xo) Nếu số vòng công tác của là xo càng ít thì mỗi vòng của lò xo biến đạng càng nhiều vì vậy lò xo chịu ứng suất xoắn càng lớn Ngược lại, nếu số vòng công tác nhiều quá, lò xo quá dài, độ cứng của lò xo giảm, tần số dao động tự do thấp dễ bị cộng hưởng, sinh va đập với mặt cam
3.1.7 Kết cấu con đội:
Con đội là chỉ tiết máy truyền lực trung gian Kết cầu của con đội gồm hai phan: phan dẫn hướng (thân con đội) và phần mặt tiếp xúc
Động cơ Z6 ta chọn loại con đội hình trụ vì loại con đội hình nam duoc ding chủ yếu trong cơ cầu phân phối xupáp đặt Khi dùng con đội hình trụ này thì dạng
Trang 26cam phân phối khí phải là cam lồi Đường kính mặt tiếp xúc với cam phải có đường kính lớn để tránh hiện tượng kẹt
Loại con đội này có kết câu đơn giản, gọn nhẹ và dễ chế tạo Đường kính thân
con đội có kích thước bằng đường kính mặt tiếp xúc
Mặt tiếp xúc giữa con đội thường không phải là mặt phẳng mà là mặt cong có
đường kính khá lớn Làm như vậy để tránh hiện tượng mòn vẹt con đội khi mà
đường tâm con đội không thắng góc với đường tâm trục cam
Ngoài ra để thân con đội và mặt nắm mòn đều ta thường lắp con đội lệch với cam một khoảng e = l + 3 (mm) Như thế trong quá trình làm việc con đội vừa tịnh tiến vừa có thể xoay quanh trục của nó
.Đường kính đáy và chiều dài thân của con đội của xupáp nạp và xupáp thải như
nhau
Đường kính thân con đội d = 29,96 (mm) Chiều dài thân con đội l = 27,5 (mm) 27,5 27,5
Hình 3- 9 Kết cầu con đội
a) - Con đội xupáp nạp; b) - Con đội xupáp thải 3.1.8 Kết cấu trục cam:
Trục cam dẫn động trực tiếp xupáp Động cơ thiết kế gồm 2 trục cam: Trên mỗi trục cam có các cam nạp và xả Trên các trục cam có cam nạp dẫn động xupáp nạp và cam thải dẫn động xupáp thải riêng biệt, và các cổ trục Ở đầu mỗi trục cam có
gắn các bánh răng dẫn động trục cam Để giảm bớt độ trượt giữa bánh răng dẫn
động cam với cam ta lắp thêm vòng đệm ma sát
Trục cam chịu hầu hết các lực của cơ cấu phân phối khí như: lực lò xo xupáp, lực quán tính con đội, lực khí thể bắt đầu thải, chịu mài mòn, Vì vậy đòi hỏi trục cam phải có độ cứng vững, độ bên tối
Trang 27Cam chế tạo cần phải có độ đồng tâm cao Sai lệch độ đồng tâm cho phép lớn nhất la 0,03 (mm)
Duong kinh cé truc cam d, = 25 (mm)
* Cam nap va cam xa: Trên 2 trục cam, cam nạp và cam xả được bố trí liền trục
nhau Kích thước của các cam lớn hơn kích thước trục Hình dạng của cam phụ
thuộc vào pha phân phối khí và quy luật đóng mở xupáp Số cam nạp: 8 cam
Số cam thai: 8 cam
Chiều cao cam nạp hạ = 41,373 (mm) Chiều cao cam xả h,= 41,495 (mm)
Trong động cơ một hàng xilanh góc lệch đỉnh cam của hai cam cùng tên được xác định bởi thứ tự làm việc của các xilanh và chiều quay của trục cam Trong động cơ 4 kỳ góc lệch @¡ giữa hai đỉnh cam cùng tên của hai xilanh làm việc kế tiếp nhau bằng nửa góc công tác ồ, của hai xilanh Ay @, = 8/2 0 Voi 8,= 897, / Trong đó: z là số kỳ động cơ z= 4 ¡ là số xilanh ¡ = 4 0 “xơ, "` 2 4.2
Bồi trơn trục cam bằng cách khoan đường dẫn dầu di bôi trơn trong đường tâm trục cam Trên các cô trục được khoang các lỗ dầu để dẫn dầu bôi trơn các cô trục
cam
* Cô trục và ỗ trục cam: Số cổ trục cam: Z.= 5
Các trục cam được cô định trên nap may bang cac 6 truc cam O truc cam được cắt thành hai nữa, dùng buléng dé bat chat hai nita 6 trục
*Vong dém ma sat:
Khi cơ cấu phân phối làm việc sẽ xảy ra sự trượt tương đối giữa bánh răng dẫn động và trục cam Điều này gây sai lệch pha phân phối khí làm giảm công suất động cơ Vì vậy trong động cơ Z6 ở mỗi đầu trục cam nạp và thải, giữa các bánh xích dẫn động và đầu trục cam còn có lắp một vòng đệm ma sát Với vòng ma sát này làm nhiệm vụ định vị bánh xích vào trục cam dễ dàng hơn, cản trở sự trượt tương đối giữa trục cam và bánh xích mang lại hiệu quả cao khi động cơ làm việc
Trang 28_ 4132 TC “TH = E-] oe eel a Co Cre rere FÌ M?TC?TA-A M?TC?ITB-B
Hinh 3-10 Két cau truc cam
a) - Truc cam nap; b) - Truc cam xa 3.2 Hệ thông thay đổi góc phân phối khí:
3.2.1 Pha phân phối khí trong động cơ:
Để thải sạch sản vật cháy ra khỏi xilanh, xupáp xả không dong tai vi tri DCT ma đóng chậm hơn một chút (khi trục khuỷu đã quay quá ĐCT vào khoảng 5 + 30” góc quay trục khuỷu, nghĩa là khi bắt đầu kỳ một)
Để giảm cản cho quá trình nạp, có nghĩa là đảm bảo cho đường thông qua xupáp nạp đã được mở rộng dần trong khi piston đi xuống trong kỳ một, xupáp nạp cũng
được mở sớm hơn một chút (trước khi piston đến ĐCT khoảng 10 + 40) góc quay
trục khuỷu) Như vậy vào cuối kỳ bốn và đầu kỳ một cả xupáp nạp và xả đều mở Giai đoạn cùng mở của các xupáp nạp và xả được gọi là thời kỳ trùng điệp của các xupáp Thời kỳ này có tác dụng tốt đến việc thải sạch khí xả và nạp đầy môi chất mới vào xilanh nhờ tác dụng hút của dòng khí xả trên đường ống thải
Giai đoạn tính từ lúc mở đến lúc đóng các xupáp (tính bằng góc quay trục khuỷu) được gọi là pha phân phối khí
Ảnh hưởng của pha phân phối khí đến quá trình nạp và thải của động cơ bốn kỳ được thể hiện qua hệ sỐ nạp thêm 4, và hệ sỐ quét buông cháy 4„ Các hệ số này làm cho giá trị của hệ số khí nạp 7;, và hệ số khí sót , tính theo pha phân phối khí
lý thuyết được sát với giá trị thực trong động cơ thực tế
Hiện nay chưa có một phương pháp giải tích chặt chẽ để xác định 4, và 4, theo
thời điệm mở và đóng các xupấp nạp và xupáp xả, 2, và 2; được chọn dựa vào sô
Trang 29liệu thực nghiệm Vì vậy cần phải tìm hiểu kỹ các pha phân phối của những động cơ đã chế tạo và ảnh hưởng của chúng đến diễn biến quá trình nạp và thải của động cơ
ĐCT
ĐCD
Hình 3-11 Pha phân phối khí
1 VỊ trí mở xupáp nạp; 2 VỊ trí đóng xupấp nap.3 V1 tri mo xupap xa; 4 Vi tri dong xupap xa
3.2.2 Ảnh hưởng của pha phân phối đến quá trình hoạt động của động cơ:
Xupáp xả bắt đầu mở sớm trước khi piston t6i DCD nham tạo điều kiện thuận
lợi cho quá trình thải, bằng cách cho sản vật cháy tự thoát ra nhờ chênh áp giữa xilanh và đường thải Với mục đích làm giảm tải trọng động cho xupáp, cần phải cho xupap mo và đóng đường thông một cách từ từ Chính vì vậy việc mở sớm xupáp thải nhằm tạo ra giá trị “thời gian — tiết điện” đủ để áp suất trong xilanh được
giảm đến mức yêu cầu khi piston bắt đầu đi ngược từ ĐCD lên ĐCT Khi đã mở sớm xupáp xả vào thời điểm hợp lý (điểm 3) sẽ làm giảm công tiêu hao cho việc
Trang 30Xupáp xả bao giờ cũng đóng muộn (sau khi piston đã đi qua ĐCT) nhằm đảm bảo đủ trị số “thời gian — tiết diện” cho sản vật cháy đi ra ở cuối hành trình thải, mặt
khác nhằm lợi dụng chênh áp Ap, =p, - p„ > 0 để sản phẩm cháy được thải tiếp,
giảm lượng khí sót còn lại trong xilanh Ngoài ra, việc đóng muộn xupắp xả còn nhằm sử dụng quán tính của dòng khí trên đường thải, sinh ra giảm áp có tính chu
kỳ, thấp hơn giá trị trung bình của p„,, tạo điều kiện thuận lợi để thải sạch hơn
Thời gian bắt đầu mở xupáp nạp cần chọn sao cho khi áp suất trong xilanh (đo giãn nở của khí sót) hạ xuống thấp hơn áp suất môi chất trên đường nạp, thì tiết diện lưu thông của xupáp nạp đã đủ lớn để môi chất mới đi vào Do đó thường phải mở sớm xupáp nạp (trước khi ptston tới ĐCT)
Xupáp nạp cũng thường đóng muộn, sau khi piston đã vượt qua DCD nham nap thêm môi chất mới vì ở ĐCD tiết diện lưu thông qua xupáp còn mở lớn, áp suất pạ trong xilanh còn thấp hơn áp suất p„ Quán tính của môi chất mới từ đường nạp vào xilanh vẫn còn Do đó có thể kéo dài quá trình nạp thêm một giai đoạn sau ĐCD cho đến khi áp suất trong xilanh trở nên lớn hơn px
3.2.3 Cơ sở lý thuyết của hệ thống thay đổi góc phối khi:
Động cơ hoạt động ở các tốc độ khác nhau, ở mỗi tốc độ tương ứng với một pha phân phối khí cũng khác nhau đề cho hệ số nạp 7, là lớn nhất Khi hệ số nạp ?, đạt được tối ưu đồng nghĩa với công suất động cơ phát ra là tối ưu ở đãi tốc độ đó
Theo nguyên lý động cơ thì người ta muốn các giá trị thực tế của hệ số nạp và hệ số khí sót tính theo pha phân phối được gần với giá trị theo lý thuyết
Mặt khác khi các xupáp đóng mở các cửa nạp và thải đúng lúc theo từng tốc độ khác nhau cũng cải thiện được các sản vật cháy sinh ra ít gây ô nhiễm môi trường
Như vậy, để cho động cơ làm việc tốt nhất, hiệu quả nhất ở mỗi chế độ làm việc thì phải cần có một pha phân phối tương ứng hay nói cách khác thì các góc đóng mở của các xupáp phải thay đôi theo phù hợp với tốc độ động cơ Đối với các động cơ thông thường việc làm này rất khó khăn
Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ nhất là công nghệ điều khiển tự động Hơn hết là điều khiển tự động bằng thủy lực Điều khiển bằng thủy lực làm việc có hiệu quả cao, độ nhạy lớn, phù hợp với việc điều khiển
các cơ cầu mang tính chính xắc cao Nhiều nhà sản xuất, chế tạo động cơ trên thế
Trang 31động cơ Đi đầu là nhà sản xuất động cơ Ford áp dụng hệ thống xoay trục cam nạp vào việc điều khiển cơ cấu phân phối khí trong động cơ Với hệ thống này sẽ tự động điều khiến xoay trục cam nạp đi một góc nào đó để thay đôi góc phân phối khí phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ
Hệ thống xoay trục cam nạp sử dụng áp suất đầu bôi trơn của động cơ cùng với sự điều khiến của van điện từ làm xoay trục cam dẫn động xupáp
Khi sử dụng hệ thống này trong cơ cầu phân phân phối khí có thể làm cho các giá trị của hệ số khí nạp và hệ số khí sót thực tế gần với giá trị theo tính toán lý thuyết ở các tốc độ khác nhau của động cơ Đồng thời cũng làm tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu, làm giảm nồng độ khí xả độc hại, mang lại tính kinh tẾ cao đáp ứng được các yêu cầu của người tiêu dùng và tiêu chuẩn về mức độ ô nhiễm môi trường của thế giới đặt ra
Tuy nhiên để việc điều khiển chính xác cho hệ thống trong cơ cấu phân phối khí cần phải lắp các cảm biến để nhận biết được trạng thái làm việc của động cơ như
cảm biến vị trí trục khuyu, cảm biến vị trí bướm ga, cam biến vị trí trục cam, cảm
biến nhiệt độ nước làm mát, Các giá trị nhận được từ các cảm biến sẽ truyền đến bộ xử lý tính toán ECU của động cơ
3.3 Đặc điểm,kết cầu của hệ thông thay đổi góc phân phối khí: 3.3.1 Chức năng của hệ thống:
Hệ thống làm thay đôi góc phân phối khí sao cho phù hợp với điều kiện làm việc của động cơ Hệ thống sử đụng áp suất thuỷ lực điều khiển bằng van điện từ để xoay trục cam nạp và thay đôi thời điểm phối khí để đạt được thời điểm phối khí tối ưu Hệ thống này có thể xoay trục cam một góc 40” tính theo góc quay trục khuỷu để đạt thời điểm phối khí tối ưu cho các chế độ hoạt động của động cơ dựa vào các tín hiệu nhận được từ các cảm biến và được điều khiển băng ECU động cơ Do đó hệ thống này được đánh giá rất cao vì nó cải thiện quá trình nạp và thải, tăng công suất động cơ, tăng tính kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường
* Cấu tạo:
Cấu tạo hệ thống gồm: Bộ điều khiển phối khí, van điều khiển phối khí, ECU
động cơ, cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến lưu lượng khí nạp và cảm biến vị trí
bướm ga, cảm biên vị trí trục cam, cảm biên nhiệt độ nước làm mát Trong đó hai
Trang 32bộ phận quan trọng nhất của hệ thống là van điều khiển phối khí (OCV) và bộ điều
khiển,
(Phñ mở sơm) (Phía mở muộn) =>
ECU BONG CƠ
_
Ap suat dau cuộn dây pitton Hình 3-13 Sơ đồ điều khiển hệ thống xoay cam nạp
Bộ phận chấp hành của hệ thống bao gồm bộ điều khiển dùng để xoay trục cam nạp, áp suất dầu dùng làm xoay bộ điều khiến, và van điều khiển dầu phối khí trục cam để điều khiển đường đi của dầu
3.3.2 Bộ điều khiển của hệ thong:
Bộ điều khiển làm nhiệm vụ quay trục cam nạp theo sự điều khiển của ECU
động cơ
Bộ điều khiển bao gom một vỏ được dẫn động bởi xích cam và các cánh quay
được gắn cô định trên trục cam nạp bằng bulông và chốt định vị Trong cánh quay
có các đường dẫn dầu thông với trục cam để dẫn dầu vào các khoang bên trong bộ điều khiến Áp suất dầu được gửi từ phía làm sớm hay phía làm muộn trục cam nạp
sẽ xoay các cánh gạt của bộ điều khiển hệ thống theo hướng tương ứng để thay đôi
thời điểm phối khí của xupáp
Lo Canh quay
Chot ham (cd dinh yao truc cam nap) ~*~ Tric cam nap | ap suat p4 dãu pees
Đông cơ dừng dng co heal dong Hình 3-14 Cau tao bé diéu khién
Trang 33
Ngoài ra trên cánh quay còn có lắp chốt hãm, cố định cánh quay với đĩa xích khi động cơ chưa làm việc Khi động cơ ngừng, trục cam nạp chuyển động đến trạng thái muộn nhất để duy trì khả năng khởi động Khi áp suất dầu không đến bộ điều
khiển hệ thống ngay lập tức sau khi động cơ khởi động, chốt hãm sẽ hãm các cơ cầu
hoạt động của bộ điều khiến hệ thống xoay cam nạp đề tránh tiếng gõ 3.3.3 Van điêu khiển phối khí:
Van điều khiển phối khí làm nhiệm vụ điều khiển đường dầu đến bộ điều khiển
theo tín hiệu điều khiển của ECU
Khi nhận tín hiệu từ ECU động cơ qua giắc nối điều khiển van điện từ đóng mở các đường đến bộ điều khiển về phía mở sớm hay muộn tuỳ theo tín hiệu điều khiển phụ thuộc vào chế độ làm việc của động cơ
Van điều khiển dầu phối khí trục cam chọn đường dầu đến bộ điều khiển tương ứng với độ lớn dòng điện từ ECU động cơ Bộ điều khiển quay trục cam nạp tương ứng với các vị trí đặt áp suất dầu vào, để làm sớm, làm muộn hoặc duy trì thời điểm phối khí
ECU động cơ tính toán thời điểm đóng mở xupáp tôi ưu đưới các điều kiện hoạt động khác nhau theo tốc độ của động cơ, lưu lượng khí nạp, vị trí bướm ga và nhiệt độ nước làm mát để điều khiển van phối khí trục cam Hơn nữa, ECU dùng các tín
hiệu từ các cảm biến vị trí trục cam và cảm biến vị trí trục khuyu để tính toán thời
điểm phối khí thực tế và thực hiện điều khiển phản hồi để đạt được thời điểm phối khí chuẩn
Khi nhận tín hiệu từ ECU động cơ qua giắc nối điều khiển van điện từ đóng mở các đường đến bộ điều khiến về phía mở sớm hay muộn tuỳ theo tín hiệu điều khiển phụ thuộc vào chê độ làm việc của động cơ
Trang 3411 10
CÚ
Hình 3-15 Cấu tạo của van điều khiển phối khí (OCV)
1 - Vỏ van ; 2 - Lò xo ; 3 - Đường dầu về; 4- Đường dầu đi;5 — Đường dầu về; 6 -
Phớt chắn dầu; 7 - Cuộn dây dién tir; 8 — Piston; 9 — Dắt cắm; 10 — Đến bộ điều khiển (phía mở muộn); 11 - Đến bộ điều khiển (phía mở sớm)
3.3.4 Cảm biến vị trí bướm ga:
Có 2 loại cảm biến vị trí bướm ga như sau: * Loại tiếp điểm (bật- tắc)
* Loại tuyến tính
+ Cảm biến biến trở (loại tiếp xúc)
+ Cảm biến Hall (loại không tiếp xúc)
Ta chọn loại cảm biến vị trí bướm ga loại tuyến tính (cảm biến Hall) vì nó có ưu điểm như sau: nó nhận biết góc mở bướm ga một cách liên tục (và phát ra đữ liệu này từ tín hiệu VTA), do đó loại này nhận biết góc mở bướm ga chính xác hơn * Kết cầu và nguyên lý hoạt động:
Cảm biến vị trí bướm ga loại phần tử Hall gồm có các mạch IC Hall làm bang các phần tử Hall và các nam châm quay quanh chúng Các nam châm được lắp trên trục của bướm ga và quay cùng trục bướm ga
Khi bướm ga mở các nam châm quay cùng một lúc và các nam châm này thay đổi vị trí của ching Vao lic dé IC Hall phat hiện thay đôi từ thông gây ra bởi sự
thay đôi vị trí nam châm và tạo ra điện áp của hiệu ứng Hall từ các cực VTFA và
VTA2 theo mức thay đôi này Tín hiệu này được truyền đến ECU động cơ như tín hiệu mở bướm ga
Trang 35
Hình 3-16 Cảm biến vị trí bướm ga 1: Các IC Hall; 2: Các nam châm; 3: Bướm ga * Mạch điện cảm biến vị trí bướm ga 5 VTA2 > ee ” o a Cc ba HỆ VTA 04 Đóng hoàn Mở hoàn toàn Góc mở bướm ga = bean ECU động cơ
Hình 3-17 Sơ đồ điện cảm biến vị trí bướm ga 1: Cac IC Hall; 2: Cac nam cham
Cảm biến vị trí bướm ga có 2 tín hiệu phát ra VTA và VTA2 VTA được dùng
Trang 36* Nguyên lý làm việc: Trên trục cam đối diện với cảm biến vị trí trục cam là đĩa tín hiệu G có 3 răng Khi trục cam quay, khe hở không khí giữa các vẫu nhô ra trên trục cam và cảm biến này sẽ thay đổi Sự thay đôi khe hở tạo ra một điện áp trong cuộn nhận tín hiệu được gắn vào cảm biến này, sinh ra tín hiệu G Tín hiệu G này được truyền đi như một thông tin về góc chuẩn của trục khuỷu đến ECU động cơ, kết hợp nó với tín hiệu NE từ trục khuỷu để xác định điểm chết trên kì nén của mỗi xy lanh để đánh lửa và phát hiện góc quay trục khuýu ECU động cơ dùng thông tin này để xác định thời gian phun và thời điểm đánh lửa ] 2 KOU , G2 › NHE-
Hình 3-19 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục cam
1 - Rôto tín hiệu ; 2 - Cuộn dây cảm biến vị trí trục cam 3.3.6 Cảm biến vị trí trục khuyu:
Hinh 3-20 Cam bién vi tri truc khuyu
1 - Cuộn dây; 2 - Thân cảm biến ; 3 - Lớp cách điện; 4 - Giắc cắm
Đĩa tạo tín hiệu NE được làm liền với puly trục khuỷu và có 36 răng, thiếu 2 răng (thiếu 2 răng vì ứng với từng tín hiệu được tạo ra do sự chuyên động quay của một răng ta sẽ xác định được 10” của góc quay trục khuỷu và xác định được góc đánh lửa sớm của động cơ) Chuyên động quay của đĩa tạo tín hiệu sẽ làm làm thay
đôi khe hở không khí giữa các răng của đĩa và cuộn nhận tín hiệu NE, điều đó tạo ra tín hiệu NE ECU sẽ xác định khoảng thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm
cơ bản dựa vào tín hiệu này Khi răng càng ra xa cực nam châm thì khe hở không
Trang 37khí càng lớn, nên từ trở cao, do đó từ trường yếu đi Tại vị trí đối diện, khe hở nhỏ, nên từ trường mạnh, tức là có nhiều đường sức từ cắt, trong cuộn dây sẽ xuất hiện
một dòng điện xoay chiều, đường sức qua nó càng nhiều, thì dòng điện phát sinh
càng lớn Tín hiệu sinh ra thay déi theo vi tri của răng, và nó được ECU đọc xung
điện thế sinh ra, nhờ đó mà ECU nhận biết vị trí trục khuỷu và tốc động cơ
Loại tín hiệu NE này có thê nhận biết được cả tốc độ động cơ và góc quay trục
khuyu tai vi tri rang thiếu của đĩa tạo tín hiệu, nhưng không xác định được điểm chết trên của kỳ nén hay kỳ thải | 2 ECU ¿ + NE+ 3 3 “aha 1
Hình 3-21 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu 1 - Rôto tín hiệu; 2 - Cuộn đây cảm biến vị trí trục cam
3.3.7 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát:
Hình 3-22 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
1: Điện trở; 2: Thân cảm biến; 3: Lớp cách điện; 4: Giắc cắm dây
* Nguyên lý làm việc: Cảm biến này nhận biết nhiệt độ của nước làm mát bằng một nhiệt điện trở bên trong Nhiên liệu sẽ bay hơi kém khi nhiệt độ thấp, vì vậy cần có
một hỗn hợp đậm hơn Vì lý do này, khi nhiệt độ nước làm mát thấp, điện trở của nhiệt điện trở tăng lên và tín hiệu điện áp THW cao được đưa đến ECU Dựa vào tín
hiệu này, ECU sẽ tăng lượng nhiên liệu phun vào làm cải thiện khả năng tải trong
quá trình hoạt động của động cơ lạnh Ngược lại khi nhiệt độ nước làm mắt cao, một tín hiệu điện áp THW thấp được gửi đến ECU làm giảm lượng phun nhiên liệu Do điện trở R trong ECU và nhiệt điện trở trong của cảm biến nhiệt độ nước làm
mát được mắc nối tiếp nên điện ấp của tín hiệu THW thay đôi khi giá trị điện trở
Trang 38của nhiệt điện trở thay đôi ] 2 3 Ệ R THW Ằ a
Hình 3-23 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát 1: Cảm biến; 2: Điện trở nhiệt; 3: Khối điều khiến;4: Khối điện trở giới hạn dòng 3.3.8 Cảm biến lưu lượng khí nạp: Các loại cầm biến lưu lượng khí nạp như sau:
* Cam biến lưu lượng thê tích khí nạp
+ Loại xoáy quang học Karman + Loại cảnh
* Cảm biến khối lượng khí nạp
+ Loại dây sấy
Ta chọn cảm biên khôi lượng khí nạp loại dây sây vì có kết câu gọn nhẹ, sức cản
nạp do cảm biên tạo ra thâp, không có cơ câu cơ khí nên độ bên cao Output Voltage (VG) ——¬()
Intake Air Mass ol giay Hình 3-24 Kết cầu cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây nóng
1: Nhiệt điện trở; 2: Dây sấy platin
* Nguyên lý làm việc: Dòng điện chạy vào dây sấy làm cho nó nóng lên Khi không
khí chạy qua, dây sây được làm nguội tương ứng với khối lượng không khí nạp, bằng cách điều chỉnh dòng điện chạy vào dây sấy này để giữ cho nhiệt độ dây sấy không đổi, dòng điện đó sẽ tỉ lệ thuận với lượng không khí nạp bằng cách phát hiện dòng điện đó ta xác định được lượng không khí nạp Trong trường hợp này, dòng điện có thể chuyên thành điện áp và gửi đến ECU động cơ
Trang 39ECU
Hình 3-25 Sơ đồ mạch điện điều khiển của cảm biến đo lưu lượng khí nạp
1: Bộ khuyếch đại; 2: R„(nhiệt điện trở); 3: R„(bộ sấy)
Cảm biến lưu lượng khí nạp có một dây sẵy được ghép vào mạch cầu Mạch cầu này có đặc tính là các điện thế tại điểm A và B bằng nhau khi tích của điện trở theo
đường chéo bằng nhau (Rạ+ R:)*RI=R›#R¿
Khi dây sấy (Rạ) được làm mát bằng không khí nạp, điện trở tăng lên dẫn đến sự
hình thành độ chênh giữa các điện thế của các điểm A và B Một bộ khuyếch đại xử
lý phát hiện chênh lệch này và làm tăng điện áp đặt vào mạch này (làm tăng dòng
điện chạy qua dây sấy) Khi thực hiện việc này, nhiệt độ của dây say lai tang lén
dẫn đến việc tăng tương ứng trong điện trở cho đến khi điện thế của các điểm A và B trở nên bằng nhau (các điện áp của các điểm A và B trở nên cao hơn) Bằng cách sử dụng các đặc tính của loại mạch cầu này, cảm biến lưu lượng khí nạp có thê đo được khối lượng khí nạp băng cách phát hiện điện áp ở điểm B
Trong hệ thống này nhiệt độ của dây sấy (Rạ) được duy trì liên tục ở nhiệt độ
không đôi cao hơn nhiệt độ của không khí nạp, bằng cách sử dụng nhiệt điện trở
(R;) Do đó có thé do được khối lượng khí nạp một cách chính xác mặc dù nhiệt độ
khí nạp thay đổi, ECU động cơ không cần phải hiệu chỉnh thời gian phun nhiên liệu đối với nhiệt độ không khí nạp
Ngoài ra khi mật độ không khí giảm xuống do độ cao, khả năng làm mát của không khí giảm xuống so với cùng thể tích khí nạp ở mức nước biển Do đó mức làm mát cho dây sấy này giảm xuống Vì khối khí nạp được phát hiện cũng giảm
xuống, nên không cần phải hiệu chỉnh mức bù cho độ cao lớn
Khi ECU phát hiện thấy cảm biến lưu lượng bị hỏng một mã nào đó, ECU sẽ chuyên vào chế độ dự phòng Khi ở chế độ dự phòng, thời điểm đánh lửa được tính
Trang 40toán bằng ECU, dựa vào tốc độ động cơ và vị trí của bướm ga Chế độ dự phòng tiếp tục cho đến khi hư hỏng được sửa chữa
3.3.9 Nguyên lý hoạt động của hệ thống xoay trục cam nạp: * Nguyên lý điều khiển điện tử: ECU động cơ | Cảm biến vị trí trục khuỷ | ——— | anew ae sy | | Thời điểm phối khí cần chỉnh —_—¬ Van diễu khiển phối khí | | | Cảm biến lưu lượng khí nạp | | Phản hồi |
2 uk ey oe Bộ điều khiển xoay cam
| Cảm biến vị trí bướm ga | | | Bộ điễu khiển xoay cam _
| Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Hiệu chỉnh | | | | | — | Cảm biến vị trí trục cam oa Thời điểm phối khí thực tế | | | | Po TT — _]
Hình 3-26 Sơ đồ điều khiển điện tử
ECU của động cơ tính toán thời điểm phối khí tối ưu nhất dựa trên các tín hiệu từ các cảm biến, sau đó so sánh với thời điểm phối khí thực tế và điều khiển van dâu làm xoay trục cam đi một góc cần điều chỉnh
Cảm biến vị trí trục khuyu va cam biến vị trí trục cam lam nhiệm vụ nhận biết
thời điểm phối khí thực tế của động cơ nhờ ECU động cơ Ngoài ra cảm biến vị trí trục khuỷu còn nhận biết tốc độ của động cơ Cảm biến vị trí bướm ga và cảm biến
vị trí lưu lượng khí nạp cho biết tải của động cơ đang hoạt động, các tín hiệu nhận
được từ cảm biến được đưa về ECU động cơ dé xử lý Bộ xử lý ECU của động cơ nhận các tín hiệu của các cảm biến và xử lý để đưa các tín hiệu ra bộ điều khiển để điều khiển van phối khí đóng mở phù hợp với chế độ làm việc của động cơ
* Nguyên lý làm việc của bộ điều khiển ở chế độ xupáp mở muộn nhất:
Bộ điều khiển ở chế độ mở muộn nhất ứng với các trường hợp động cơ ở các chế độ
khi khởi động, động cơ dừng, động cơ chạy ở chế độ không tải và động cơ chạy ở