Ở chế độ tải lớn nhưng số vòng quay động cơ cao, điều này chỉ xảy ra khi xe đổ dốc, thời đỉêm mở sớm của xú páp nạp giảm.
Ngoài ra VVT-i còn cải thiện tình trạng khí xã khi hoạt động kết hợp với hệ thống tuần hoàn khí xả (EGR- exhausted gas recirculation). Khi EGR hoạt động góc trùng điệp của hai xú páp ở mức độ trung bình. Điều này làm cho hỗn hợp hoà khí trở nên loãng hơn do còn một lượng khí xã chưa thoát ra kịp, đồng thời sự nạp lại của khí xã do EGR hoạt động sẽ làm cho nhiệt độ buồng cháy giảm dẫn đến giảm lượng NOx, thêm vào đó lượng HC cũng giảm do một phần hỗn hợp chưa cháy trong quá trình thải được nạp lại vào buồng đốt, CO2 cũng giảm do giảm sư tiêu hao nhiên liệu.
Ngoài ra hiện nay Toyota đã phát triển hệ thống VVTL-i (variable valve timing and lift with intelligence).Hệ thống này là hệ thống phát triển nhất trong các thiết kế VVT hiện tại. Nó bao gồm các chức năng mạnh mẽ :
Làm thay đổi thời điểm đóng mở các xú-páp
Được thiết kế cho cả xú-páp nạp và xú-páp thải.
Hệ thống VVTL-i có thể xem là sự kết hợp của hệ thống VVT-i và hệ thống VTEC của hãng Honda, việc thay đổi thời điểm mở các xú-páp cũng được thực hiện bằng cách thay đổi góc độ tương đối của trục cam và trục khuỷu do cơ cấu chấp hành gắn ở đầu trục cam thực hiện. Thời điểm mở này được tính toán bởi hệ thống kiểm soát động cơ tùy theo tốc độ động cơ, vị trí bướm ga, lưu lượng khí nạp, nhiêt độ nước làm mát… Tầm hoạt động có thể lên đến 60° làm linh hoạt hơn thời điểm đóng mở các xú-páp.
Quan sát sự minh hoạ trên đây, cò mổ tác động lên cả hai xúpáp thải (hoặc hai xúpáp hút), đồng thời cũng có hai vấu cam tác động lên cò mổ, hai vấu cam này có biên dạng khác nhau, một có biên dạng làm dài hơn khoảng mở của xúpáp (ở tốc độ cao) và cái cònlại có biên dạng làm ngắn lại khoảng mở của xúpáp.
2.8. Các ưu điểm của VVT-i
Cầm chừng động cơ êm: Động cơ cầm chừng êm đòi hỏi góc trùng điệp rất nhỏ (van nạp bắt đầu mở khi van xã đóng). Tại tốc độ cầm chừng, góc trùng điệp suppap được điều khiển bằng cách làm trễ cam nạp. Với van nạp mởsau khi van xã đã đóng, không có sự nổ dội của khí cháy tại thì hút. Sự cháy sẽ ổn định, cầm chừng động cơ sẽ êm tại số vòng quay thấp và sự tiêu hao nhiên liệu sẽ được cải thiện.
Hoàn thiện momen xoắn tại dãi tốc độ thấp và vừa dưới tải nặng: dưới dãi tốc độ thấp và vừa với tải nặng, trục cam sẽ gia tăng góc trùng điệp. Điều này sẽ có hai tác dụng. Đầu tiên là khí thải sẽ giúp trong việc hút hỗn hợp nạp. Thứ hai là bằng cách đóng van nạp sớm, hỗn hợp nạp sẽ
không thoát trở lại đường ống nạp. Do đó lượng khí nạp sẽ nhiều để gia tăng momen xoắn ở trong dãi tốc độ nhỏ và vừa. Cải thiện năng suất thể tích, hiệu quả tăng lên nhanh chóng
Tốc độ động cơ cao tại chế độ toàn tải: Công suất phát ra mạnh trong suốt quá trình tăng tốc nhanh (bướm ga mở rộng) thì được gia tăng bằng cách tăng góc trùng điệp (van nạp mở trong khi van xã mở) hiệu ứng này làm đầy hơn nữa hỗn hợp xăng vào trong xy lanh (sử dụng áp suất thấp trong hệ thống khí xã để thêm vào hỗn hợp nhiên liệu-không khí). Tại chếđộ tốc độđộng cơ cao, toàn tải, góc trùng điệp được giảm xuống để tạo ra momen xoắn cao hơn và công suất mạnh hơn.
Hiệu ứng tuần hoàn khí thải: khí thải được thải ra ít nhất ttrong quá trình xe chạy với tốc độ không đổi (bướm ga mở một phần) thì được điều khiển sao cho góc trùng điệp vừa (van nạp mở nhỏ khi van xã đã mở) kéo theo hỗn hợp vào giảm bớt với khí thải còn xót lại trong xy lanh. Khí thải luân hồi trong xy lanh làm giảm nhiệt độ của sự cháy, kết quả là giảm NOx. Thêm vào đó HC cũng giảm bớt vì một số phần không cháy của hỗn hợp không khí – nhiên liệu từ khí thải được đưa trở lại nạp vào xy lanh và đốt lại. Kết quả là CO2 được giảm rõ rệt đồng thời làm giảm tiêu hao nhiên liệu.
Tóm lại, hệ thống này điều chỉnh thời điểm đóng mở các xu-pap một cách hợp lý bằng cách xoay tương đối trục cam so với trục khuỷu. Rõ ràng là VVT-i đã thể hiện được ưu điểm nổi bật so với hệ thống phối khí cổđiển vì việc thay đổi thời điểm phối khí sẽ có ảnh hưởng lớn đến công suất động cơ và mức tiêu hao nhiên liệu cũng như vấn đề ô nhiễm. Tuy hệ thống này chưa cải thiện được các thông số thời gian và độ nâng xu-pap nhưng nó đã tạo ra một hướng mới trong việc cải tiến hệ thống phối khí.
3. Hệ thống điều khiển xu-pap biến thiên bằng điện tử về thời điểm và độnâng - Variable valve Timing and lift Electronic Control (VTEC) nâng - Variable valve Timing and lift Electronic Control (VTEC)
3.1. Nguyên lý chung
Khác với VVT-i của Toyota, các nhà nghiên cứu của Honda muốn kết hợp hai đặc điểm hoạt động của động cơ là: khi ở tốc độ thấp thì cần ít nhiên liệu và thời điểm cung cấp trễ nhằm đạt tính êm dịu và tiết kiệm nhiên liệu; khi ở tốc độ cao thì ngược lại nhằm phát huy công suất tối đa. Để đạt được điều đó, kỹ sư Kenichis Nagahiro đã kết hợp hai loại biên dạng cam của xe khách thông thường và xe đua để tạo ra công nghệ VTEC. Công nghệnày có nguyên lý chung như sau: khi động cơ hoạt động ở tốc độ thấp thì hệ thống này sử dụng vấu cam có biên dạng nhỏvà ngược lại.
3.2. Các lọai hệ thống VTEC
DOHC VTEC
Hệ thống VTEC trên động cơ trục cam kép – Double Over head Camshafe (DOHC) của Honda là loại điển hình nhất cho ý tưởng nêu trên bằng cách sử dụng hai biên dạng cam khác nhau.
Cấu tạo:
Hệ thống DOHC VTEC gồm phần điều khiển và phần chấp hành. Phần điều khiển gồm ECU, các cảm biến và van điện từnhư sơ đồở hình 23. Khi có tín hiệu điều khiển của ECU thì dòng dầu điều khiển sẽđược cung cấp tới phần chấp hành.
1. Dầu từ bơm đến 2. Sốvòng quay động cơ 3. Tải động cơ 4. Tốc độ
xe 5. Nhiệt độ nước làm mát 6. Van điện từ 7. Dòng dầu điều khiển
Phần chấp hành bao gồm bốn xu-pap tại mỗi xy-lanh, các vấu cam và cò mổnhư động cơ thông thường. Điều khác biệt là nó có thêm hai vấu cam có biên độ lớn hơn các vấu cam bình thường (đó là các vấu cam trung tâm) và hai cò mổ giữa. Bên trong cò mổ thứ nhất và cò mổ giữa là các pis-ton và chốt chặn được điều khiển bằng dầu (đến từ phần điều khiển) để liên kết hoặc tách rời các cò mổ này. Khi cò mổ giữa chưa hoạt động thì nó vẫn tiếp xúc với vấu cam trung tâm nhờ lò xo phụphía dưới nó. Cò mổ giữa không liên kết với xu-pap mà chỉđể liên kết với các cò mổ khác.
3.3. Hoạt Động
(giải thích theo hình 1.24 phía sau)