nghiên cứu hệ thống phân phối khí VANOS và VAlVETRONIC trên BMW 30i 2007 đầy đủ cấu tạo và nguyên lý của hệ thống. Tài liệu bao gồm 3 chương: tổng quan, nguyên lý, cấu tạo. Trong chương 3 tài liệu nói rất rõ cấu tạo và nguyên lý hệ thống. Ngoài ra tài liệu có nói thêm về hệ thống kéo dài đường ống nạp trên động cơ N52
1 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC KÍ HIỆU, VIẾT TẮT MỞ ĐẦU .3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ TRÊN Ô TÔ 1.1 Nhiệm vụ .5 1.2 Yêu cầu 1.3 Phân loại số cấu cam thông minh CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ THƠNG MINH TRÊN XE Ô TÔ .9 2.1 Nguyên lý ảnh hưởng cấu phân phối khí tới cơng suất làm việc động .9 2.2 Nguyên lý điều chỉnh hệ thống phân phối khí thơng minh 14 CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ VANOS VÀ VALVETRONIC TRÊN XE BMW X5 30i 2007 21 3.1 Thông số kết cấu phân phối khí động 21 3.2 VALVETRONIC 22 3.3 VANOS 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 DANH MỤC KÍ HIỆU, VIẾT TẮT • DME: Digital mechanic electronic – điều khiển động • DOHC: Double OverHead Camshaft – hệ thống phân phối khí có hai trục cam • EAV: Electro-magnetic Valve Actuation Systems – hệ thống van điều khiển điện từ • ECU: Electronic control units – điều khiển động • ETCS-i: Electronic Throttle Control System Intelligent - hệ thống điều • • • • khiển bướm ga điện tử thông minh OHC: Overhead camshaft – trục cam nằm nắp máy OHV: Overhead valve – van (xu-pap) nằm nắp máy PWM: Pulse Width Modulation – chế độ điều chỉnh độ rộng xung SOHC: Single OverHead Camshaft – hệ thống phân phối khí có trục cam • VANOS: Variable nockenwellensteurung – hệ thống trục cam biến thiên • VTEC: Variable valve Timing and lift Electronic Control – hệ thống phân phối khí kiểm sốt độ nâng thời gian đóng mở xu-pap • VVT-i: Variable valve timing intelligent – hệ thống phân phối khí thơng minh MỞ ĐẦU Ngày nay, ngành ơtơ đóng vai trị chủ đạo chiến lược phát triển kinh tế quốc gia phát triển phát triển nhiên cịn tồn số nhược điểm tiêu hao nhiên liệu cao nguồn dầu mỏ cạn kiệt dần gây ô nhiễm môi trường Để khắc phục nhược điểm doanh nghiệp lớn lĩnh vực ôtô nghiên cứu đưa nhiều cơng nghệ nhằm tối ưu hóa ô tô mà họ sản xuất Cụ thể có nhiều cải tiến động đốt hệ thống phun nhiên liệu, hệ thống đánh lửa điện tử, cải tiến hệ thống nạp thải động cơ… Gần cải tiến quan trọng nhằm tối ưu hóa hiệu suất động thường liên quan tới hệ thống nạp Đây coi linh hồn khối động để nâng cao công suất động đáp ứng yêu cầu ngày phát triển xã hội Để tăng công suất cho động ô tô trang bi động xăng hãng xe TOYOTA, HONDA, BMW, NISSAN, … phát triển công nghệ có hệ thống phân phối khí cho động Đó cơng nghệ cấu phối khí thơng minh áp dụng phổ biến ôtô Công nghệ giảm thiểu chất độc hại thải môi trường CO, HC, NOx, … mà cịn làm tăng cơng suất hiệu suất làm việc đông Và công nghệ hãng BWM trang bị cho động Valvetronic VANOS Đây công nghệ đắt giá, linh hồn BMW công phát triển động theo hướng thân thiện với mơi trường Vì nhóm định chọn đề tài “Tìm hiểu cấu phân phối khí VANOS VALVETRONIC xe BMW X5 30i 2007” làm tiểu luận Trong tiểu luận nhóm học viên tập trung nghiên cứu sở lý thuyết hệ thống phân phối khí tìm hiểu việc tối ưu hóa thời gian, thời điểm, độ nâng góc đóng mở xu-pap để làm tăng công suất động cơ, tiết kiệm nhiên liệu, thân thiện với môi trường Trong tiểu luận với kiến thức học nhà trường với tài liệu tham khảo, sách, tạp chí, mạng internet nhóm hồn thành tiểu luận văn Tuy nhiên kiến thúc, khả hạng chế nên khơng thể tránh khổi thiếu sót, tơi mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn cho tiểu luận tốt Xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ TRÊN Ơ TƠ 1.1 Nhiệm vụ Hệ thống phân phối khí dùng để nạp đầy hỗn hợp hịa khí động xăng hay khơng khí động diesel vào xy-lanh kỳ nạp thải khí thải xy-lanh kỳ xả 1.2 Yêu cầu Đóng mở xu-pap lúc, thì, thứ tự hoạt động động cơ, đóng kín nạp cửa thải kỳ nén, cháy giãn nở Đảm bảo việc nạp đầy nghĩa hệ số nạp phải lớn việc xả nghĩa hệ số khí sót phải nhỏ Đảm bảo trị số “thời gian - tiết diện” thơng qua phải lớn để dịng khí dễ lưu thơng Xu-pap cần mở sớm đóng muộn tùy theo kết cấu loại động điều kiện vận hành động Làm việc êm dịu, độ tin cậy tuổi thọ cao, thuận tiện việc chế tạo, bảo dưỡng, sửa chữa 1.3 Phân loại số cấu cam thông minh Hệ thống phân phối khí dùng cam xu-pap dùng phổ biến động đốt kết cấu đơn giản dễ dàng điều chỉnh Loại lại phân nhiều loại CHƯƠNG 2: VTEC- HONDA VTEC thuật ngữ viết tắt từ cụm từ "Variable valve Timing and lift Electronic Control" Hệ thống phát triển nhằm cải thiện hiệu động đốt dải vòng tua động khác Hình 1.1: Cấu tạo VTEC Động bố trí xu-pap cho xylanh, bao gồm xu-pap nạp xupap xả Hai vấu cam nạp có biên độ mở khác nhau, cam có biên độ mở lớn cam có biên độ mở nhỏ Các pit-tơng lắp đặt bên cị mổ đẩy pittông đồng di chuyển hướng để ép pit-tơng chặn lị xo lại tạo liên kết hai cò mổ lại với Khi áp lực dầu, hồn lực lị xo thơng qua pit-tông chặn pit-tông đồng trở làm tách cò mổ mở riêng rẽ Ở tốc độ thấp, hai cị mổ tách rời, xu-pap hút thứ điều khiển phân phối xu-pap hút thứ hai mở để ngăn chặn nhiên liệu tích luỹ cửa nạp Ở tốc độ cao, hai cò mổ liên kết thành khối nhờ vào pit-tơng đồng Vì tốc độ hai xu-pap chịu tác động vấu cam có biên độ mở lớn CHƯƠNG 3: VVT-i TOYOTA Hình 1.2: Cấu tạo VVT-i Ngoài thiết kế hệ thống VVT-i đồng với bướm ga điện tử ETCS-i (bướm ga điện tử ETCS-i hoạt động nhờ mô tơ cực nhạy điều khiển xung điện), đầu phun nhiên liệu 12 lỗ (lúc khơng khí khơng cịn đóng vai trị hỗ trợ hệ thống điện – thủy lực nữa) chia điện điện tử bu-gi đầu iridium Đi với khái niệm VVT-i Toyota khái niệm dual VVT-i, Dual VVT-i có liên quan đến VVT-i Dual VVT-i hệ thống điều phối van biến thiên thơng minh kép có chức điều khiển thời điểm đóng mở đồng thời van nạp van xả Điểm khác so với nguyên lý hoạt động VVT-i can thiệp đến việc đóng mở van nạp Vì hệ thống dual VVT-i nhiều điểm ưu việt so với VVT-i, hệ thống giúp động tăng công suất tối đa có khí thải mơi trường tận dụng tối đa nhiên liệu CHƯƠNG 4: VarioCam - Audi Hình 1.3: VarioCam xe Audi Bằng việc điều khiển xu-pap nạp xả cách độc lập liên tục, hệ thống cung cấp kết hợp công suất tối đa, tiết kiệm nhiên liệu đảm bảo tiêu chuẩn khí thải cách điều khiển xác xu-pap theo vịng tua động mức tải động so với hệ thống khác Với động xăng thông thường, khối lượng khơng khí nạp điều khiển bướm ga, điều làm tăng lực cản lượng khí nạp pit-tơng xuống VarioCam giúp cho khí nạp lưu thơng dễ dàng cách kiểm sốt độ mở xapap việc đóng/mở xu-pap đồng thời liên tục Do đó, giúp cải thiện mức tiêu thụ nhiên liệu cách giảm thất lượng khí nạp Cam thơng minh có ưu điểm mạnh mẽ việc tăng công suất động tiết kiệm nhiên liệu phù hợp với xu hướng thân thiện môi trường Do hãng xe cạnh tranh đưa giải pháp hệ thống phân phối khí thơng minh CHƯƠNG 5: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ THƠNG MINH TRÊN XE Ơ TÔ 5.1 Nguyên lý ảnh hưởng cấu phân phối khí tới cơng suất làm việc động 5.1.1 Nguyên lí hoạt động Cơ cấu phân phối khí thông thường làm việc sau: Trục cam đặt nắp máy dẫn động trục khuỷu thơng qua dây đai xích Khi động làm việc, trục khuỷu quay với tỷ số truyền ½ Nguyên lý làm việc chia làm hai trình sau: trình vấu cam đẩy mở xu-pap q trình lị xo giãn đóng kín xu-pap Q trình vấu cam đẩy mở xu-pap: động làm việc trục khuỷu quay làm cho bánh xích dẫn động cấu phân phối khí lắp đầu trục khuỷu quay theo, thơng qua truyền động xích đai trung gian dẫn động bánh xích bánh đai lắp đầu trục cam làm cho trục cam đóng mở xupap quay Khi vấu cam tiếp xúc với đội làm đội bắt đầu chuyển động xuống tác động vào đĩa lò xo ép lò xo xu-pap nén lại đồng thời xu-pap chuyển động xuống làm mở cửa nạp giai đoạn nạp khí vào xylanh động cửa thải trình thải thực trình nạp mơi chất thải khí cháy ngồi Q trình lị xo giãn đóng kín xu-pap: trục cam tiếp tục quay, vấu cam di chuyển theo đỉnh vấu cam vượt qua đường tâm đội Lúc đội bắt đầu di chuyển lên, lò xo xu-pap từ từ giãn nhờ vào đĩa chặn lò xo với móng hãm đẩy xu-pap tịnh tiến vị trí ban đầu thực q trình đóng kín xu-pap Chu trình đóng mở lặp lặp lại tuân theo chu kì làm việc pha phân phối khí Trước sâu nghiên cứu thay đổi pha phân phối khí hệ thống phân phối khí thơng minh tới hiệu động ta tìm hiểu ảnh hưởng pha phân phối khí tới trình thải nạp động bốn kỳ cổ điển 10 Theo lý thuyết đơn giản với 720 độ góc quay trục khuỷu kỳ tương ứng với 180 độ xu-pap xả bắt đầu mở pit-tông điểm chết đầu kỳ xả đóng lại pit-tơng tới điểm chết lúc xu-pap hút mở pittông tới điểm chết kỳ nạp đóng lại Tuy nhiên động đốt thực tế có thay đổi thời điểm mở khoảng thời gian mở xupap cho động hoạt động với hiệu cao đồng thời khí thải phát gây ô nhiễm môi trường 5.1.2 Ảnh hưởng việc đóng (mở) muộn (sớm) xu-pap nạp (xả) 5.1.2.1 Ảnh hưởng việc đóng (mở) muộn (sớm) xu-pap nạp Xu-pap thải bắt đầu mở làm cho áp suất cao xy-lanh q trình đốt cháy ngồi qua hệ thống xả Xu-pap thải mở sớm trước pit-tông tới điểm chết tạo điều kiện thuận lợi cho trình thải cách cho sản vật cháy tự ngồi nhờ chênh áp xy-lanh đường thải Với mục đích giảm tải trọng động cho xu-pap cần phải cho xu-pap mở đóng đường thơng cách từ từ Chính việc mở sớm xu-pap thải nhằm tạo giá trị “thời gian-tiết diện” đủ để áp suất xylanh giảm tới mức yêu cầu pit-tông ngược từ điểm chết lên điểm chết Khi mở sớm xu-pap thải vào thời điểm hợp lý làm giảm công tiêu hao cho việc đẩy khí thải ngồi Nhưng mở xu-pap thải sớm làm giảm công giãn nở đồ thị cơng qua làm giảm cơng suất động Hai yêu cầu mâu thuẫn với Trên động đốt cổ điển pha phân phối khí chọn cố định nên phải cân đối lợi ích hai yếu tố Cịn động có trang bị hệ thống phân phối khí thơng minh hệ thống thay đổi thời điểm mở xu-pap thải cho động đạt hiệu suất cao tốc độ tải động Trong chế độ tải nhỏ hay phần tải động đạt hiệu suất cao thời điểm mở xu-pap thải gần điểm chết tốt chế độ áp lực khí cháy xy-lanh nhỏ nên cần thời gian để đẩy ... tầm quan trọng hệ thống phân phối khí thơng minh 21 CHƯƠNG 6: ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ VANOS VÀ VALVETRONIC TRÊN XE BMW X5 30i 2007 6.1 Thông số kết cấu phân phối khí động Bảng 3.1:... thay đổi thời điểm phối khí làm cho động trang bị hệ thống MIVEC đạt hiệu suất cao 19 5.2.2.3 VANOS Valvetronic BMW BMW có hệ thống VANOS thay đổi thời điểm phân phối khí hệ thống VALVETRONIC... Camshaft – hệ thống phân phối khí có trục cam • VANOS: Variable nockenwellensteurung – hệ thống trục cam biến thiên • VTEC: Variable valve Timing and lift Electronic Control – hệ thống phân phối khí