Trình bày hệ thống phân phối khí điều khiển điện tử. Nắm được cơ bản về cơ cấu phân phối khí động cơ đốt trong Phân tích được vai trò của pha phân phối khí đối với chu trình công tác của động cơ Hiểu được cơ cấu phân phối khí thông minh Nắm bắt, phân tích và đánh giá các hệ thống phân phối khí điều khiển điện tử được trang bị trên động cơ đốt trong trên các ô tô hiện đại
BÀI GIẢNG CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ Mục tiêu học phần • • Nắm cấu phân phối khí động đốt • • Hiểu cấu phân phối khí thông minh Phân tích vai trò pha phân phối khí chu trình công tác động Nắm bắt, phân tích đánh giá hệ thống phân phối khí điều khiển điện tử trang bị động đốt ô tô đại Chương GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 Cụng dụng phân loại Cơ cấu phân phối khí dùng xupap: 1.1 Cụng dụng phân loại Cơ cấu phối khí kiểu van trượt: 1.1 Cụng dụng phân loại Cơ cấu phân phối khí kiểu phối hợp 1.2 Yêu cầu - Đóng mở xupap thời gian quy định đảm bảo độ kín khít - Độ mở đủ lớn để dòng khí lưu thông - Làm việc êm dịu, tuồi thọ độ tin cậy cao - Thuận tiện việc bảo dưỡng, sửa chữa động giá thành chế tạo hợp lý 1.3 Các phương án bố trí xupap dẫn động cấu phối khí Bố trí xupap đặt: 1.3 Các phương án bố trí xupap dẫn động cấu phối khí Bố trí xupap treo: OHV SOHC (overhead valve) (Single overhead camshaft) DOHC (Double overhead camshaft) Cơ cấu phân phối khí dùng xuppap treo Cơ cấu phân phối khí dùng xuppap đặt Buồng cháy gọn, đảm bảo nạp đầy sạch hơn, dễ kiểm tra Ưu điểm điều chỉnh khe hở nhiệt Đơn giản, gọn nhẹ, dẫn động xupap dễ dàng các xupap Cấu tạo phức tạp, tăng chiều Nhược điểm cao động cơ, kết cấu nắp xilanh phức tạp, khó đúc Nạp không đầy, thải không sạch gia công Phạm vi, Dùng cho toàn động diesel hầu hết động Dùng các động xăng kỳ kiểu cũ, có tỉ số ứng dụng xăng kỳ nén thấp hoặc ĐC kỳ chạy dầu hỏa Kết quả: Cơ cấu phân phối khí dùng xuppap treo được dùng phổ biến Vanos • VANOS is a combined hydraulic and mechanical camshaft control device managed by the car's DME engine management system. • The VANOS system is based on an adjustment mechanism that can modify the position of the intake camshaft versus the crankshaft Double-VANOS adds an adjustment of the intake and outlet camshafts • VANOS operates on the intake camshaft in accordance with engine speed and accelerator pedal position At the lower end of the engine-speed scale, the intake valves are opened later, which improves idling quality and smoothness At moderate engine speeds, the intake valves open much earlier, which boosts torque and permits exhaust gas re-circulation inside the combustion chambers, reducing fuel consumption and exhaust emissions Finally, at high engine speeds, intake valve opening is once again delayed, so that full power can be developed • VANOS significantly enhances emission management, increases output and torque, and offers better idling quality and fuel economy The latest version of VANOS is double-VANOS, used in the new M3 • VANOS was first introduced in 1992 on the BMW M50 engine used in the Series • Double-VANOS (double-variable camshaft control) significantly improves torque since valve timing on both the intake and outlet camshafts are adjusted to the power required from the engine as a function of gas pedal position and engine speed. • On most BMW engines that use a single VANOS, the timing of the intake cam is only changed at two distinct rpm points, while on the double-VANOS system, the timing of the intake and exhaust cams are continuously variable throughout the majority of the rpm range • With double-VANOS, the opening period of the intake valves are extended by 12 degrees with an increase in valve lift by 0.9 mm. • Double-VANOS requires very high oil pressure in order to adjust the camshafts very quickly and accurately, ensuring better torque at low engine speeds and better power at high speeds With the amount of un-burnt residual gases being reduced, engine idle is improved Special engine management control maps for the warm-up phase help the catalytic converter reach operating temperature sooner. • Double-VANOS improves low rpm power, flattens the torque curve, and widens the powerband for a given set of camshafts The double-VANOS engine has a 450 rpm lower torque peak and a 200 rpm higher horsepower peak than single-VANOS, and the torque curve is improved between 1500 - 3800 rpm At the same time, the torque does not fall off as fast past the horsepower peak. • The advantage of double-VANOS is that the system controls the flow of hot exhaust gases into the intake manifold individually for all operating conditions This is referred to as "internal" exhaust gas re-circulation, allowing very fine dosage of the amount of exhaust gas recycled. • While the engine is warming up, VANOS improves the fuel/air mixture and helps to quickly warm up the catalytic converter to its normal operating temperature When the engine is idling, the system keeps idle speeds smooth and consistent thanks to the reduction of exhaust gas re-circulation to a minimum Under part load, exhaust gas re-circulation is increased to a much higher level, allowing the engine to run on a wider opening angle of the throttle butterfly in the interest of greater fuel economy Under full load, the system switches back to a low re-circulation volume providing the cylinders with as much oxygen as possible VALVETRONIC • • • • • Enjoy better performance while consuming less fuel: Valvetronic lets you get even more driving pleasure from your BMW engine This highly advanced technology replaces the conventional throttle butterfly with a electrical mechanism that controls the amount of lift of the individual intake valves on each cylinder Your engine is able to breathe freely, delivering better performance while using less fuel The performance of the engine is more efficient and immediate, thanks to the elimination of the pumping losses and air-flow disturbance caused by a conventional throttle butterfly Instead, air can flow through the intake manifold freely, and Valvetronic precisely regulates the quantity of air entering the cylinders Valvetronic uses a stepper motor to control a secondary eccentric shaft fitted with a series of intermediate rocker arms, which in turn control the degree of valve lift The throttle butterfly is no longer needed as a means of controlling the air supply - though for safety reasons it is still fitted as an emergency back-up By optimising the fuel/air mix process, Valvetronic produces fuel savings of up to 10 percent (based on the ECE driving cycle) In addition, Valvetronic improves cold start behaviour, lowers exhaust emissions and provides smoother, more immediate power • 01 VANOS adjust unit on exhaust side 02 Exhaust camshaft 03 Roller cam follower 04 Hydraulic valve adjuster HVA 05 Valve spring on exhaust side 06 Exhaust valve 07 Intake valve 08 Hydraulic valve adjuster HVA 09 Valve spring on intake side 10 Roller cam follower 11 VALVETRONIC servomotor 12 Eccentric shaft 13 Spring 14 Intermediate lever 15 Intake camshaft 16 VANOS adjust unit on intake side BMW 735i/735Li • Engine: 90° Alloy V8, Valvetronic, Bi-Vanos Capacity: 3,600cc Power: 200kW (272hp) @ 6200rpm Torque: 360Nm (265lb/ft) @ 3700rpm Bore/Stroke: 84 x 81.2 Compression Ratio: 10.5:1 Transmission: ZF speed automatic Km/hr per 1000rpm (1st to 6th gear): 8.5/15.1/23.2/30.9/40.5/51.1 0-100km/hr: 7.5 seconds Top Speed: 250km/hr Fuel Usage (urban cycle): 15 litres/100km Fuel Usage (extra-urban): 8.2 litres/100km Fuel usage (average): 10.7 litres/100km BMW 745i/745Li • Engine: 90° Alloy V8, Valvetronic, Bi-Vanos Capacity: 4,398cc Power: 245kW (333hp) @ 6100rpm Torque: 450Nm (330lb/ft) @ 3600rpm Bore/Stroke: 92 x 82.7 Compression Ratio: 10.5:1 Transmission: ZF speed automatic Km/hr per 1000rpm (1st to 6th gear): 9.1/16.2/25.0/33.3/43.6/55.0 0-100km/hr: 6.3 seconds Top Speed: 250km/hr Fuel Usage (urban cycle): 15.5 litres/100km Fuel Usage (extra-urban): 8.3 litres/100km Fuel usage (average): 10.9 litres/100km