a./.Thay đoơi thời đieơm phôi khí baỉng cách xoay trúc cam:
Hình 2.21.Quá trình hốt đoơng.
Như trong hình minh hĩa, heơ thông này được thiêt kê đeơ đieău khieơn thời đieơm phôi khí baỉng cách xoay trúc cam tính theo góc quay cụa trúc khuỷu đeơ đát được thời đieơm phôi khí tôi ưu cho các đieău kieơn hốt đoơng cụa đoơng cơ dựa tređn tín hieơu từ các cạm biên.
Hình 2.22.Van đieău phôi daău. 1.Làm sớm thời đieơm phôi khí:
Trang 39 Khi van đieău phôi được đaịt ở vị trí như tređn hình vẽ ,boơ ECU cụa đoơng cơ đieău khieơn áp suât daău tác đoơng leđn khoang cánh gát phía làm sớm thời đieơm phôi khí đeơ quay trúc cam náp veă chieău làm sớm thời đieơm phôi khí.
Hình 2.23.Van đieău phôi daău ở vị trí phía làm sớm. 2.Làm muoơn thời đieơm phôi khí:
Khi ECU đaịt van đieău phôi trúc cam ở vị trí như trong hình vẽ ,áp suât daău tác đoơng leđn khoang cánh gát phía làm muoơn thời đieơm phôi khí đeơ làm quay trúc cam náp theo chieău quay làm muoơn thời đieơm phôi khí .
Hình 2.24.Van đieău phôi daău ở vị trí phía làm muoơn. 3.Giữ oơn định:
ECU đoơng cơ tính toán góc phôi khí chuaơn theo tình tráng vaơn hành.Sau khi đaịt thời đieơm phôi khí chuaơn van đieău khieơn daău phôi khí trúc cam duy trì đường daău đóng như được chư ra tređn hình vẽ ,đeơ giữ thời đieơm phôi khí hieơn tái.
Hình 2.25.Van đieău phôi daău ở vị trí oơn định . *Thời đieơm phôi khí được đieău khieơn như sau:
* Khi nhieơt đoơ thâp, khi tôc đoơ thâp ở tại nhé, hay khi tại nhé:
Thời đieơm phôi khí cụa trúc cam náp được làm treê lái và đoơ trùng đieơp xu-páp giạm đi đeơ giạm khí xạ cháy ngược lái phía đường náp. Đieău này làm oơn định chê đoơ khođng tại và cại thieơn tính kinh tê nhieđn lieơu và tính khởi đoơng.
* Khi tại trung bình, hay khi tôc đođï thâp và trung bình ở tại naịng:
Thời đieơm phôi khí được làm sớm leđn và đoơ trùng đieơp xu-páp taíng leđn đeơ taíng lượng khí xạ luađn hoăi noơi boơ và giạm toơn thât khí đoơng do đó cại thieơn tính kinh tê nhieđn lieơu và giạm noăng đoơ khí xạ đoơc hái. Ngoài ra, cùng lúc đó thời đieơm đóng xu-páp náp được đaơy sớm leđn đeơ giạm hieơn tượng khí hoên hợp quay ngược lái đường náp và cại thieơn hieơu quạ náp.
*Khi tôc đoơ cao và tại naịng:
Thời đieơm phôi khí cũng sớm leđn như trường hợp tređn nhưng ở mức cao hơn. Thời đieơm phôi khí xu-páp náp thay đoơi thực tê theo đúng thời đieơm tính toán baỉng cạm biên vị trí trúc cam và được đieău khieơn baỉng ECU.
Trang 41
Hình 2.26.Quá trình hốt đoơng..
b./.Thay đoơi thời đieơm phôi khí baỉng cách thay đoơi đoơ nađng van:
Hình 2.27.Câu táo cụa trúc cam.
Heơ thông VVT-I còn áp dúng moơt cơ câu đoơi vâu cam đeơ thay đoơi hành trình cụa xupap náp xạ.Đieău này cho phép đát được cođng suât cao mà khođng ạnh hưởng đên tính kinh tê nhieđn lieơu hay ođ nhieêm khí xạ.Vieơc chuyeơn đoơi giữa 2 vâu cam có hành trình khác nhau được sử dúng đeơ thay đoơi hành trình cụa xupap.Cơ câu chuyeơn vâu cam ECU đoơng cơ chuyeơn đoơng giữa 2 vâu cam baỉng van đieău khieơn daău VVT-i dựa tređn các tín hieơu từ cạm biên vị trí trúc khuỷu.
Các boơ phaơn câu thành heơ thông VVT-i có thay đoơi vâu cam cũng gaăn giông như những boơ phaơn cụa heơ thông VVT-I thođng thường, chư có theđm những boơ phaơn đaịc bieơt đieău khieơn trúc cam và cò moơ.
Hình 2.28.Câu táo cụa trúc cam.
Đađy là moơt heơ thông đieău khieơn sự thay đoơi thời gian và đoơ đóng mở baỉng đieơn tử đeơ phù hợp với từng chê đoơ làm vieơc cụa đoơng cơ. Đađy làkieơu đođïng cơ đaău tieđn tređn thê giới kêt hợp giữa heơ thông phađn phôi khí cụa đoơng cơ đang sử dúng hieơn nay và đoơng cơ tôc đoơ cao như xe đua, thođng qua vieơc sử dúng moơt cơ câu cam đaịc bieơt goăm có: cam tôc đoơ cao và cam tôc đoơ thâp.
Trang 43
Hình 2.28.Quá trình hốt đoơng.
Với sự trang bị cơ câu cam đaịc bieơt này ,đoơng cơ sẽ táo ra moơt phám vi cođng suât roơng ở tôc đoơ thâp và trung bình cho vieơc vaơn hành trong thành phô, đoăng thời đoơng cơ cũng phát ra cođng suât tôi đa khi vaơn hành ở đường cao tôc.
Đoơng cơ được bô trí 4 xupap cho moêi xilanh bao goăm:2 xupap náp và 2 xupap thại. Moêi moơt caịp xupap ngoài 2 vâu cam và 2 cò moơ như đoơng cơ thường, nó còn được trang bị theđm moơt cò moơ thứ ba (cò moơ giữa) và moơt vâu cam thứ ba(vâu cam trung tađm).
Hình 2.30. Khi cơ câu chưa hốt đoơng.
Hai vâu cam beđn ngoài đieău khieơn sự hốt đoơng ở tôc đoơ thâp, còn vâu cam trung tađm đieău khieơn sự phađn phôi khí ở tôc đoơ cao. Đeơ có theơ chuyeơn đôị phađn phôi khí này, người ta bô trí 2 piston thụy lực naỉm beđn trong cò moơ thứ nhât và cò moơ giữa với nhieơm vú là kêt nôi các cò moơ thành moơt khôi duy nhât hay tách chúng ra rieđng rẽ với nhau dưới sự đieău khieơn cụa áp lực daău. Ngoài ra, phía dưới cò moơ còn được trang bị theđm moơt lò xo phú với chức naíng giữ cho cò moơ giữa luođn luođn tiêp xúc với vâu cam trung gian ở tôc đoơ thâp đoăng thời taíng sự eđm dịu ở tôc đoơ cao.
Hình 2.30. Khi cơ câu hốt đoơng.
Khi hốt đoơng ở tôc đoơ thâp, hai vâu cam beđn ngoài tác dúng trực tiêp leđn hai cò moơ. Những vâu cam tôc đoơ thâp này tôi ưu hóa cho hốt đoơng eđm dịu và tiêt kieơm nhieđn liueơ cho đoơng cơ. Vâu cam tôc đoơ cao lúc này tiêp xúc với cò moơ giữa nhưng cò moơ này khođng nôi với chi tiêt nào do đó khođng xạy ra quá trình truyeăn cođng suât.
Tái sô vòng quay cao, áp suât daău đaơy chôt kim lối xuyeđn qua hai cò moơ và cò moơ trung tađm, lúc này cạ ba cò moơ được lieđn két thành moơt khôi. Từ vâu cam tôc đoơ cao đaơy xa hơn so với vâu cam tôc đoơ thâp, hai cò moơ bađy giờ hốt đoơng theo bieđn dáng cụa vâu cam tôc đoơ cao.
Bieđn dáng cụa vâu cam tôc đoơ cao được thiêt kê sao cho có theơ mở các xupap roơng hơn, và thời gian mở lađu hơn, do đó cho nhieău hoên hợp khođng khí và nhieđn lieơu đi vào beđn trong xilanh hơn.
Trang 45
Hình 2.30.Câu táo cụa cò moơ.
* Van đieău khieơn daău cho VVT-i:
Van đieău khieơn daău cho VVT-I đieău khieơn áp suât daău đên phía cam tôc đoơ cao cụa cơ câu chuyeơn vâu cam baỉng thao tác đieău khieơn vị trí van ông do ECU đoơng cơ thực hieơn.
* Trúc cam và cò moơ:
Đeơ thay đoơi hành trình xupap ,trúc cam có 2 lối vâu cam tôc đoơ thâp và vâu cam tôc đoơ cao, cho moêi xilanh. Cơ câu chuyeơn vâu cam được laĩp beđn trong cò moơ giữa xupap và vâu cam, áp suât daău từ van đieău khieơn daău cụa VVT-i đên loê daău trong cò moơ và áp suât này đaơy chôt hãm beđn dưới chôt đeơm, nó cô định chôt đeơm và ân khớp cam tôc đoơ cao vào vị trí làm vieơc .
Trang 46
Hình 2.31. Quá trình hốt đoơng.
Khi áp suât daău ngừng tác dúng, chôt hãm được trạ veă baỉng lực lò xo và chôt đeơm được tự do.Đieău này làm cho chôt đeơm có theơ di chuyeơn tự do theo hướng thẳng đứng và vođ hieđu hóa vâu cam tôc đoơ cao.
Trúc cam náp và xạ có các vâu cam với 2 hành trình khác nhau cho từng xilanh và ECU đoơng cơ chuyeơn những vâu cam này thành vâu cam hốt đoơng áp suât daău.
* Tôc đoơ thâp và trung bình:
Van đieău khieơn daău mở phía xạ,do đó áp suât daău khođng tác dúng leđn cơ câu chuyeơn vâu cam .Áp suât daău khođng tác đoơng leđn chôt hãm neđn chôt hãm bị ân baỉng lò xo đàn hoăi chuyeơn dịch veă cũ.Như vaơy chôt đeơm sẽ laịp lái chuyeơn đoơng tịnh tiên khođng còn tác dúng với xupap neđn nó sẽ dăn đoơng xupap baỉng cam tôc đoơ thâp và trung bình.
* Tôc đoơ cao:
Phía xạ cụa van đieău khieơn dăn được đóng lái sao cho áp suât daău tác dúng leđn phía cam tôc đoơ cao cụa cơ câu chuyeơn vâu cam .Beđn trong cò moơ áp suât daău ân chôt hãm beđn dưới chôt đeơm đeơ giữ chôt đeơm và cò moơ .Do đó cam tôc đoơ cao ân xuông cò moơ trước khi cam tôc đoơ thâp và trung bình tiêp xúc với con laín .Nó dân đoơng các xupap baỉng van tôc đoơ cao.Lúc này ECU cụa đoơng cơ nhaơn được tín hieơu từ áp suât daău ,đieău khieơn vâu cam chuyeơn sang vâu cam tôc đoơ cao.
c./. Thay đoơi thời gian phađn phôi khí và mức đoơ nađng xupáp baỉng cheđm.VVTL-i:
Tôc đoơ thâp Tôc đoơ cao
Boơ trượt đinh ghi m Boơ trượt cam tôc
đoơ cao Boơ trượt cam Cam tôc đoơ thâp Áp thâp đường ông
Trang 47
Hình 2.32. Heơ thông thay đoơi taăng nađng kieơu cheđm.
Hình vẽ cho thây heơ thông thay đoơi taăng nađng kieơu cheđm và thời đieơm xupap biên đoơi được đieău khieơn baỉng đieơn tử. Nó có theơ thay đoơi cạ hai thời đieơm và sự nađng xupap. Đieău này sẽ cho đoơng cơ cháy caăm chừng eđm dịu cụa moơt đoơng cơ xe ca chở khách và hieơu suât tôc đoơ cao cụa moơt đoơng cơ xe đua.
Hình 2.33. Sự thay đoơi các thođng sô.
Các cạm biên ở đoơng cơ gởi tín hieơu tôc đoơ đoơng cơ, tại đoơng cơ, tôc đoơ xe, và nhieơt đoơ nước làm mát đên ECM. Tái moơt thời đieơm tređn cođng taĩc định trước , ECM sẽ gởi tín hieơu đieơn thê tới cuoơn solenoid.
Xạ Náp Mở trước ĐCD Đóng sau ĐCT Đoơ mở Đoơ nađng (mm) Mở trước ĐCT Đóng sau ĐCD Đoơ mở Đoơ nađng (mm) Tôc đoơ thâp 34° 14° 228° 7.6 -10 to 33° 58 to 15° 228° 7.6 Tôc đoơ cao 56° 40° 276° 10.0 15 to 58° 97 to 54° 292° 11.2
Hình 2.34. Khi cơ câu chưa hốt đoơng.
Hình 2.35. Khi cơ câu hốt đoơng.
Khi cuoơn dađy solenoid mở và đóng , áp lực daău đoơng cơ được gởi đên các piston trong các cò moơ được lựa chĩn. Khi đó các cò moơ aín khớp hay khođng aín khớp. Đieău này làm thay đoơi mà các vâu cam ở tôc đoơ thâp và tôc đoơ cao cụa đoơng cơ. Sự thay đoơi từ sự nađng thâp cụa các vâu gaĩn ở ngoài đên sự nađng cao hơn và sự cạm ứng cụa vâu ở giữa sẽ tiêp nhaơn khoạng 0,1
Trang 49 giađy. Heơ thông khođng aín khớp tái tôc đoơ thâp hay khi đoơng cơ ở khođng tại phú thuoơc vào đieău kieơn hốt đoơng cụa đoơng cơ.
Cơ câu VVT-I hieơn nay được đánh giá rât cao vì có tác dúng cại thieơn quá trình náp thại ,taíng cođng suât , taíng tính kinh tê và giạm ođ nhieêm mođi trường.Haău hêt các moden xe mới cụa hãng TOYOTA đeău đã sử dúng cơ câu VVT-i.
4./.NHỮNG PHIEĐN BẠN KHÁC CỤA HEƠ THÔNG PHAĐN PHÔI KHÍ VVT ( Variable Valve Timing ):