I.Tóm tắt 2 II. Hệ thống nạp nhiên liệu điện tử VVTi của Toyota 3 1) Giới thiệu 5 2) Bộ điều khiển VVT I 7 3) Ưu nhược điểm hệ thống VVTi 13 4) Các bước cải tiến của Toyota trong hệ thống phân phối khí 13 III. Kết luận 15 IV Nhận định của bản thân 15 I.Tóm tắt Trong các động cơ đốt trong thông thường, các xupap nạp và xupap xả được điều khiển thông qua các con đội trên trục cam. Hình dáng của các vấu cam sẽ xác định thời điểm đóng mở, độ nâng và khoảng thời gian mở của từng xupap. Đối với những xe đời cũ, cả hệ thống phân phối khí được dẫn động và điều khiển thống qua các cơ cấu cơ khí (khâu, khớp) thì việc đóng mở xupap là cố định theo thiết kế của nhà sản xuất và không thể điều chỉnh (nó chỉ bị thay đổi khi các chi tiết mòn đi) dẫn đến lưu lượng khí nạp không đổi nên không thể tăng được công suất của động cơ.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM TIỂU LUẬN MÔN HỌC NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ( Internal Combustion Engine Principle) Họ tên: MSSV: Lớp : Giảng viên: Chủ đề: Hệ thống phân phối khí thuỷ lực (cam Phasing) MỤC LỤC I.Tóm tắt II Hệ thống nạp nhiên liệu điện tử VVT-i Toyota .3 1) 2) 3) 4) Giới thiệu Bộ điều khiển VVT -I Ưu nhược điểm hệ thống VVT-i 13 Các bước cải tiến Toyota hệ thống phân phối khí .13 III Kết luận 15 IV Nhận định thân 15 I.Tóm tắt -Trong động đốt thông thường, xupap nạp xupap xả điều khiển thông qua đội trục cam Hình dáng vấu cam xác định thời điểm đóng mở, độ nâng khoảng thời gian mở xupap Đối với xe đời cũ, hệ thống phân phối khí dẫn động điều khiển thống qua cấu khí (khâu, khớp) việc đóng mở xupap cố định theo thiết kế nhà sản xuất khơng thể điều chỉnh (nó bị thay đổi chi tiết mòn đi) dẫn đến lưu lượng khí nạp khơng đổi nên khơng thể tăng cơng suất động -Sau công nghệ đa van (Multi-valve) trở thành tiêu chuẩn việc thiết kế động Thay đổi thời gian đóng mở để mục đích nâng cao công suất động cơ, bao gồm công suất mô-men xoắn Như biết, hệ thống phân phối khí Thời gian phân phối khí, nghĩa thời gian khí nạp khí thải, kiểm sốt hình dạng góc pha cam Để đạt hiệu suất cao, động đòi hỏi thời gian đóng mở supap khác tốc độ khác Khi số vòng quay tăng, thời gian nạp xả khí giảm ,khơng khí nạp khơng đủ nhanh để vào buồng đốt, khí thải khơng khơng kịp để rời khỏi buồng đốt Do nhà sản xuất ô tô đưa giải pháp tìm cách tác động để thời điểm đóng mở xupap, độ mở khoảng thời gian mở biến thiên theo vòng tua khác cho chúng mở lúc, khoảng mở thời gian mở đủ để lấy đầy hòa khí vào buồng đốt Nói cách khác điều chỉnh góc trùng điệp tăng số vòng quay động Cùng với phát triển kỹ thuật điện tử nhà sản xuất kết hợp hoàn hảo điện tử - thủy lực – khí phép điều chỉnh thơng số: thời điểm đóng mở xupap, độ mở khoảng thời gian mở để đạt hiệu suất làm việc tối ưu cho động Với ưu vượt trội giúp tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu khí thải Hệ thống nạp thông minh ngày phát triển hầu hết nhà sản xuất ô tô giới gọi nhiều tên khác như: AVCS AVLS (Subaru), CPS (Proton, Volvo), CVTCS, N-VCT hay VVL (Nissan), CVVT (Alfa Romeo, Citroën, Geely, Hyundai, Iran Khodro, Kia, Peugeot, Renault, Volvo), DCVCP (General Motors), DVVT (Daihatsu), MIVEC (Mitsubishi), Multiair (FIAT), S-VT (Mazda), VANOS (BMW), VarioCam (Porsche), VCT (Ford, Yamaha), VVC (MG Rover), VVT (Chrysler, General Motors, Proton, Suzuki, Volkswagen Group) VVT (Variable Valve Timing): Hệ thống điều khiển van nạp nhiên liệu biến thiên VVT sử dụng để thay đổi thời điểm đóng/mở van nạp/xả để tăng nhiên liệu tùy theo yêu cầu động Hệ thống giúp động êm hơn, tiêu thụ nhiên liệu mức tối thiểu tốc độ vòng tua thấp Nó dùng để tăng lượng nhiên liệu ra/vào buồng đốt tốc độ vòng tua cao để tạo nên hiệu suất vận hành lớn Cam-phasing VVT chế đơn giản nhất, rẻ sử dụng phổ biến thời điểm Tuy nhiên, hiệu suất đạt nhất, Về bản, thay đổi thời gian van cách dịch chuyển góc pha trục cam Ví dụ, tốc độ cao, trục cam đầu vào quay trước 30 ° phép nạp vào sớm Chuyển động điều khiển hệ thống điều khiển động kích hoạt bánh van thủy lực Lưu ý cam phasing VVT thay đổi suốt thời gian mở van Nó cho phép mở van sớm muộn Tất nhiên, kết mở sớm đóng cửa sớm hiệu Nó khơng thể thay đổi nâng van, không giống cam changing VVT Tuy nhiên, cam phasing VVT theo pha hình thức đơn giản rẻ VVT trục cam cần truyền động pha thủy lực, không giống hệ thống khác sử dụng chế riêng cho xi lanh VVT cam-phasing liên tục rời rạc có cài đặt góc dịch chuyển cố định để lựa chọn, chẳng hạn ° 30 ° Hệ thống tốt có thay đổi liên tục, giả sử, giá trị tùy ý khoảng từ ° đến 30 °, phụ thuộc vào vòng quay vòng / phút Rõ ràng điều cung cấp thời gian van phù hợp tốc độ nào, tăng cường đáng kể tính linh hoạt động Hơn nữa, trình chuyển đổi mượt đến mức khơng cảm nhận II.Hệ thống nạp nhiên liệu điện tử VVT-i Toyota ****Là thành tưu kĩ sư ô tô người nhật 1.Giới thiệu a) Lịch sử hệ thống VVT-i Hệ thống VVT-i đề xuất thay cho hệ thống VVT từ năm 1991 bắt đầu động 4A-GE 20 Valve VVT-i giới thiệu năm 1996, thay đổi thời điểm nạp xupap cách điều chỉnh quan hệ hệ thống dẫn động trục cam trục cam nạp Hiện công nghệ thay đổi thời điểm nạp xả Toyota gồm có: VVT-i, VVTL-i, VVT-iE b) Giới thiệu hệ thống : Hệ thống VVT-I (variable valve timing with intelligence) thiết kế phun xăng hãng Toyota theo nguyên lý điện - thủy lực Cơ cấu tối ưu hóa góc phối khí trục cam nạp dựa chế độ làm việc động phối hợp với thông số điều khiển chủ động Các phận hệ thống gồm: Bộ xử lý trung tâm ECU 32 bit; bơm đường dẫn dầu; điều khiển phối khí (VVT) với van điện; cảm biến: VVT, vị trí bướm ga, lưu lượng khí nạp, vị trí trục khuỷu, nhiệt độ nước Ngoài ra, VVT-i thường thiết kế đồng với cấu bướm ga điện tử ETCS-i, đầu phun nhiên liệu 12 lỗ (loại bỏ hỗ trợ khí) chia điện điện tử bugi đầu iridium Trong trình hoạt động, cảm biến vị trí trục khuỷu, vị trí bướm ga lưu lượng khí nạp cung cấp liệu ECU để tính tốn thơng số phối khí theo yêu cầu chủ động Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cung cấp liệu hiệu chỉnh, đầu đo VVT vị trí trục khuỷu cung cấp thơng tin tình trạng phối khí thực tế Trên sở yếu tố chủ động, hiệu chỉnh thực tế, ECU tổng hợp lệnh phối khí tối ưu cho buồng đốt Lệnh tính tốn vài phần nghìn giây định đóng (mở) van điện hệ thống thủy lực Áp lực dầu tác động thay đổi vị trí điều khiển phối khí, mở xu-páp nạp mức cần thiết vào thời điểm thích hợp Như vậy, thay cho hệ thống cam kiểu cũ với độ mở xupáp không đổi, VVT-i điều chỉnh vô cấp hoạt động van nạp Độ mở thời điểm mở biến thiên theo phối hợp thơng số lưu lượng khí nạp, vị trí bướm ga, tốc độ nhiệt độ động 2) Bộ điều khiển VVT-i Bộ điều khiển bao gồm vỏ điều khiển từ chuỗi thời gian cặp van kết hợp với camshaft Khi van điều khiển dầu phối khí trục cam đặt vị trí hình ECU động Khi áp suất dầu tác dụng lên cánh gạt phía làm sớm thời điểm phân phối khí để quay trục cam nạp theo chiều làm sớm thời điểm phối khí Khi động dừng lại, trục cam nạp trạng thái chậm để đảm bảo khả khởi động đội thủy lực không sử dụng cho điều khiển VVT-i động khởi động, chốt khóa khóa chuyển động điều khiển VVT-i để ngăn tiếng ồn a) Cấu tạo: Bộ chấp hành hệ thống bao gồm điều khiển VVT-i dùng để xoay trục cam nạp van điều khiển dầu phối khí trục cam để điều khiển đường dầu b) Nguyên lý hoạt động: - Hệ thống có nhiều tên gọi khác nhau, nhiên, nhằm mục đích thay đổi thời điểm mở xuppap (chỉ điều khiển điểm mở thơi nhé) - Việc thay đổi thời điểm xuppap nhằm tăng hiệu trình nạp xả, Hiệu nạp, xả vốn phụ thuộc vào tốc độ động cơ, tốc độ luồng khí Vì vậy, tăng hiệu nạp xả làm tăng đặc tính cơng suất, lực kéo tính kinh tế nhiên liệu, giảm khí thải - Trên xe Toyota Vios, hệ thống điều khiển cam nạp Hệ thống sử dụng áp suất dầu bôi trơn để vận hành Việc thay đổi thời điểm thực cách thay đổi áp suất vào buồng công tác, áp cao mở sớm, áp thấp sớm hơn, khơng có áp vị trí mặc định Áp suất điều chỉnh van điện từ, van điện từ điều khiển trực tiếp từ hộp điều khiển động Áp suất phụ thuộc vào tính tốn hộp điều khiển động cơ, dựa thông tin cung cấp từ cảm biến chính: tốc độ động cơ, vị trí trục cam cảm biến phụ khác như: lượng khí nạp, nhiệt độ nước, nhiệt độ khí, vị trí bướm ga Làm sớm thời điểm phối khí Khi van điều khiển dầu phối khí trục cam đặt vị trí hình ECU động Khi áp suất dầu tác dụng lên cánh gạt phía làm sớm thời điểm phân phối khí để quay trục cam nạp theo chiều làm sớm thời điểm phối khí Làm trễ thời điểm phối khí Khi van điều khiển dầu phối khí trục cam đặt vị trí hình ECU động Khi áp suất dầu tác dụng lên cánh gạt phía làm trễ thời điểm phân phối khí để quay trục cam nạp theo chiều làm trễ thời điểm phối khí Chế độ giữ Khi tối ưu góc phối theo chế độ vận hành, ECU điều khiển van dầu đóng cửa dầu lại nhằm trì chế độ phân phối khí 10 c) Các trạng thái giai đoạn làm việc Trạng thái động hoạt Trạng thái Valve Timing Nhiệm vụ Ưu điểm Làm tối thiểu góc trùng điệp nhằm Khơng tải tránh tượng khí thải ngược vơ van nạp Ổn quay Tiết định vòng khơng kiệm tải nhiên liệu tốt Giảm góc trùng điệp để loại bỏ Ở mức tải nhẹ tượng khí thải ngược vơ Đảm bảo ổn định động van nạp Gia Tải nặng tang EGR để giảm tổn thất bơm 11 Tiết kiệm nhiên liệu tốt Kiểm sốt khí thải cải thiện Trạng thái hoạt Trạng động thái Valve Timing Nhiệm vụ Ưu điểm Cải thiện mô-men xoắn Từ tốc độ thấp đến trung bình với tải nặng Thúc đẩy thời gian đóng van nạp để cải thiện hiệu suất thể tích phạm vi tốc độ thấp đến trung bình tốc độ cao với tải nặng Làm trễ thời gian đóng van nạp Cải thiện để cải thiện hiệu suất thể tích hiệu Làm tối thiểu góc trùng điệp nhằm tránh tượng khí thải ngược vô van nạp giảm mức Ở nhiệt độ thấp tăng nhiên liệu mức nhiệt độ thấp ổn định vòng quay khơng tải giúp giảm vòng quay không dùng Khi bắt đầu / dừng động 12 Ổn định vòng tua nhanh nhàn rỗi Tiết kiệm nhiên liệu tốt Làm tối thiểu góc trùng điệp Cải thiện nhằm giảm tối thiểu tượng khả khí thải ngược vơ van nạp khởi động Ưu điểm,nhược điểm hệ thống VVT-i a) Ưu điểm: Hoạt động êm dịu ổn định tốc độ thấp phát huy công suất tối đa tốc độ cao Hiệu suất động làm tăng giảm nhiên liệu tiêu hao giảm khí thải độc hại q trình cháy hồn tồn Hệ thống điều khiển ECU nên tốc độ xử lý nhanh, giúp nâng cao tính hoạt động động chế độ, cung cấp cho động khả gia tốc cực nhạy tạo cảm giác mạnh mẽ so với xe không trang bị hệ thống b) Nhược điểm: Kết cấu phức tạp nên việc nâng cấp VVT-i cho dòng xe khơng trang bị hệ thống Theo nhiều nguồn tin tức , VVT-i công nghệ đại đông xăng, công nghệ GDI- Gasoline Direct Injection tức công nghệ phun xăng trực tiếp Vì vậy, cơng nghệ VVT-i cần cải tiến thay 4.Các bước cải tiến Toyota hệ thống phân phối khí Hệ thống VTTL-i Cấu tạo hoạt động hệ thống VVTL-i giống hệ thống VVT-i Việc chuyển đổi hai vấu cam có biên dạng khác dẫn đến làm thay đổi hành trình xupap Trong cấu chuyển vấu cam, ECU động điều khiển chuyển đổi vấu cam nhờ van điều khiển dầu VVTL dựa tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát cảm biến vị trí trục khuỷu Các phận cấu thành hệ thống VVTL-i gần giống phận hệ thống VVT-i Đó van điều khiển dầu cho VVTL, trục cam cò mổ Van điều khiển dầu cho VVTL điều khiển áp suất dầu cấp đến phía cam tốc độ cao cấu chuyển vấu cam thao tác điều khiển vị trí van ống ECU động thực 13 Để thay đổi hành trình xupap, người ta chế tạo trục cam loại vấu cam, loại vấu cam ứng với tốc độ thấp vấu cam tốc độ cao cho xilanh Hệ Thống Dual VVt-i Dual VVT- i công nghệ TOYOTA, áp dụng 9houz dòng xe CAMRY 3.5Q (điều khiển thơng minh van biến thiên - van nạp Hệ thống phân phối khí VTTi TOYOTA - Tất nhiên có phần ưu điểm VVTi (tăng cường hiệu làm việc động cơ, tiết kiệm nhiên liệu) không nhiều, chủ yếu việc giảm khí thải,-giảm thiểu nhiễm môi trường Các đời CAMRY 2.4 sau ALTIS trang bị động hệ 14 III.Kết luận Hiệu suất làm việc động phụ thuộc nhiều vào hoạt động cung cấp nhiên liệu Hệ thống điều khiển hệ thống van nạp biến thiên VVT-i thiết kế với mục đích nâng cao mô men xoắn động cơ, cắt giảm tiêu thụ nhiên liệu khí thải độc.Hiện nay, VVT-i áp dụng rộng rãi mẫu xe hạng trung Toyota, đặc biệt với thiết kế động xi-lanh cỡ vừa nhỏ IV Nhận định thân - VVT-i kiệt tác người nhật nói chung hãng Toyota nói riêng Qua cho thấy bước tiến mạnh người Nhật công nghiệp ô tô giới VVT-i thông minh cần thiết cho loại xe tương lai Biết tầm quan trọng hệ thống không phần quan trọng giúp tăng hiệu suất động , tiết kiệm nhiên liệu , bảo vệ môi trường an toàn cho người Qua tiểu luận cho em thấy có nhiều cấu phân phối tiên tiến hang sử dụng ngày cải tiến để đáp ứng nhu cầu thị trường Tăng khả tìm kiếm tài liệu mạng 15 *** Tài liệu tham khảo https://vnexpress.net/oto-xe-may/he-thong-nap-nhien-lieu-dien-tu-vvt-i-cuatoyota-2047428.html https://www.oto-hui.com/diendan/threads/he-thong-vvt-i-tren-dong-co- toyota.93482/ https://mafiadoc.com/6-vvt-i-variable-valve-timing-intelligent- system_59cdab5b1723ddf9655ed84d.html http://www.gjt.bme.hu/sites/default/files/vorlesung-ungarn-hannibal-d.pdf https://otomoi.info/ban-biet-gi-ve-cong-nghe-vvt-i-cua-ong-lon-toyota Cam phaser pdf 16 ... tức công nghệ phun xăng trực tiếp Vì vậy, cơng nghệ VVT-i cần cải tiến thay 4.Các bước cải tiến Toyota hệ thống phân phối khí Hệ thống VTTL-i Cấu tạo hoạt động hệ thống VVTL-i giống hệ thống VVT-i... cánh gạt phía làm sớm thời điểm phân phối khí để quay trục cam nạp theo chiều làm sớm thời điểm phối khí Làm trễ thời điểm phối khí Khi van điều khiển dầu phối khí trục cam đặt vị trí hình ECU... cách điều chỉnh quan hệ hệ thống dẫn động trục cam trục cam nạp Hiện công nghệ thay đổi thời điểm nạp xả Toyota gồm có: VVT-i, VVTL-i, VVT-iE b) Giới thiệu hệ thống : Hệ thống VVT-I (variable