2. Các cơ cấu chấp hành chính trên xe Toyota Rush 2018 1 Vòi phun
2.2 Hệ thống phối khí thơng minh (VVT-i)
* Định nghĩa: VVT-i (Variable Valve Timing – Intelligent) là hệ thống điều khiển van biến thiên thông minh, phiên bản
Nâng cấp và thay thế cho VVT. Hệ thống VVT-i được điều khiển bằng điện tử, giúp thay đổi thời điểm đóng/mở các van nạp bằng cách điều chỉnh mối quan hệ truyền động trục cam (dây đai hoặc xích) với trục cam nạp. VVT-i dùng áp suất thuỷ lực để chỉnh vị trí trục cam, từ đó làm thay đổi thời điểm phối khí, giúp thời điểm đóng van xả và mở van nạp trùng khớp với nhau.
*Ý nghĩa của hệ thống VVT-i trên ô tô
Với động cơ đốt trong, dịng khí nạp vào và xả ra từ buồng đốt được điều khiển bởi các van xupáp. Thời điểm đóng/mở các van này ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của quá trình đốt cháy và sinh cơng. Tuy nhiên, thời điểm đóng/mở và độ mở van lại giống nhau ở tất cả các tốc độ và điều kiện vận hành của động cơ. Nó khơng thể linh hoạt thay đổi theo từng tình huống. Điều này gây ra lãng phí rất lớn.
Mục đích của cơng nghệ VVT hay VVT-i chính là để khắc phục hạn chế trên. Cơng nghệ VVT-i giúp điều chỉnh vô cấp hoạt động của hệ thống van nạp. Từ đó thời điểm mở và độ mở van có thể biến thiên theo tình trạng vận hành thực tế của động cơ. Nhờ vậy mà công suất động cơ đạt được mức tối ưu hơn, nhiên liệu tiết kiệm hơn, lượng khí xả ra mơi trường cũng giảm thiểu. Công nghệ VVT-i giúp điều chỉnh thời điểm mở và độ mở van biến thiên theo tình trạng vận hành thực tế của động cơ
*Cấu tạo của hệ thống VVT-i trên ô tô
Bộ chấp hành của hệ thống VVT-i bao gồm bộ điều khiển VVT-i dùng để xoay trục cam nạp, áp suất dầu dùng làm lực xoay cho bộ điều khiển VVT-i và van điều khiển dầu phối khí trục cam để điều khiển đường đi của dầu.
Cấu tạo của hệ thống VVT-i
-Bộ điều khiển VVT-i
Bộ điều khiển bao gồm 1 vỏ được dẫn động bởi xích cam và các cánh gạt được cố định trên trục cam nạp. Áp suất dầu gửi từ phía làm sớm hay làm muộn trục cam nạp sẽ xoay các cánh gạt của bộ điều khiển VVT-i theo hướng chu vi để thay đổi liên tục thời điểm phối khí của trục cam nạp.
Khi động cơ ngừng, trục cam nạp chuyển động đến trạng thái muộn nhất để duy trì khả năng khởi động. Khi áp suất dầu không đến bộ điều khiển VVT-i ngay lập tức sau khi động cơ khởi động, chốt hãm sẽ hãm các cơ cấu hoạt động của bộ điều khiển VVT-i để tránh tiếng gõ. -Van điều khiển dầu phối khí trục cam
Van điều khiển dầu phối khí trục cam hoạt động theo sự điều khiển ( tỷ lệ hiệu dụng ) từ ECU động cơ để điều khiển vị trí của van ống và phân phối áp suất dầu cấp đến bộ điều khiển
VVT-i để phía làm sớm hay làm muộn. Khi động cơ ngừng hoạt động, thời điểm phối khí xupap nạp được giữ ở góc muộn tối đa.
*Hoạt động của hệ thống VVT-i trên ơ tơ
Van điều khiển dầu phối khí trục cam chọn đường dầu đến bộ điều khiển VVT-i tương ứng với độ lớn dòng điện từ ECU động cơ. Bộ điều khiển VVT-i quay trục cam nạp tương ứng với vị trí nơi mà đặt áp suất dầu vào, để làm sớm, làm muộn hoặc duy trì thời điểm phối khí.
ECU động cơ tính tốn thời điểm đóng mở xupap tối ưu dưới các điều kiện hoạt động khác nhau theo tốc độ động cơ, lưu lượng khí nạp, vị trí bướm ga và nhiệt độ nước làm mát để điều khiển van điều khiển dầu phối khí trục cam. Hơn nữa, ECU dùng các tín hiệu từ cảm biến vị trí trục cam và cảm biến vị trí trục khuỷu để tính tốn thời điểm phối khí thực tế và thực hiện điều khiển phản hồi để đạt được thời điểm phối khí chuẩn.
Điều khiển làm sớm thời điểm phối khí
Khi van điều khiển dầu phối khí trục cam được đặt ở vị trí như trên hình vẽ bằng ECU động cơ, áp suất dầu tác động lên khoang cánh gạt phía làm sớm thời điểm phối khí để quay trục cam nạp về chiều làm sớm thời điểm phối khí.
Làm muộn thời điểm phối khí: Khi ECU đặt van điều khiển thời điểm phối khí trục cam ở vị trí như chỉ ra trong hình vẽ, áp suất dầu tác dụng lên khoang cánh gạt phía làm muộn thời điểm phối khí để làm quay trục cam nạp theo chiều quay làm muộn thời điểm phối khí.
Điều khiển làm muộn thời điểm phối khí
-Giữ: ECU động cơ tính tốn góc phối khí chuẩn theo tình trạng vận hành. Sau khi đặt thời điểm phối khí chuẩn, van điều khiển dầu phối khí trục cam duy trì đường dầu đóng như được chỉ ra trên hình vẽ để giữ thời điểm phối khí hiện tại.
Điều khiển giữ thời điểm phối khí hiện tại
*Motor điều khiển bướm ga:
Cấu tạo motor điều khiển bướm ga trên động cơ Toyota
Motor điều khiển bướm ga được lắp trên thân bướm ga. Motor điều khiển bướm ga thực hiện đóng/mở bướm ga thơng qua bộ bánh răng giảm tốc. Engine-ECU thay đổi chiều dịng điện tùy thuộc vào chiều đóng mở của bướm ga và cũng thay đổi cường độ dòng cấp đến cuộn dây của motor để điều khiển motor điều khiển bướm ga
Motor điều khiển bướm ga là một motor một chiều, nhỏ, phản ứng nhanh, ít tốn điện, có chổi và có thể tạo ra momen quay ứng với dòng điện cung cấp đến cuộn dây. Khi khơng có dịng đi qua motor điều khiển bướm ga, bướm ga vẫn duy trì một góc mở định sẳn.
Do đó, cho dù khơng có dịng điện cấp do lỗi hệ thống, vẫn cò khả năng duy trì hoạt động của động cơ.
Việc tài xế đạp bàn đạp ga bây giờ sẽ được xem như là 1 tín hiệu cho ECU để điều khiển bướm ga đóng mở bằng cơ cấu chấp hành.
Chính vì điều khiển bằng ECU nên motor điều khiển bướm ga sẽ có một số ưu điểm như:
• Điều chỉnh theo tải động cơ chính xác hơn.
• Bớt được các cơ cấu chấp hành giúp động cơ gọn nhẹ.
Do điều khiển bằng ECU nên phải có chức năng dự phịng để đảm bảo động cơ vẫn có thể hoạt động để thuận tiện việc đem đi sửa chữa hoặc đơn giản là vào được làn dừng khẩn cấp.