Xupáp thông minh

Xu hướng phát triển của ô tô hiện đại ngày nay là gia tăng tốc độ cực đại từ 180-250 km đến250-330 km/h và giảm tiêu hao nhiên liệu. Các giải pháp được đưa ra nhằm tăng tốc độ động cơlà điều khiển pha phối khí hoặc thay đổi hành trình xupáp thông minh. Tiếp theo đó nhiều hãngxe lớn trên thế giới đã và đang áp dụng giải pháp thứ hai vào mục đích trên. Các công nghệ nhưVVTL-i của Toyota; VTEC của Honda; MIVEC của Mitsubishi; VALVETRONIC của BMW; VVELcủa Nissan lần lượt xuất hiện đã khẳng định...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xupáp thông minhXupáp thông minh (Phần I) 20/10/2009Xu hướng phát triển của ô tô hiện đại ngày nay là gia tăng tốc độ cực đại từ 180-250 km đến250-330 km/h và giảm tiêu hao nhiên liệu. Các giải pháp được đưa ra nhằm tăng tốc độ động cơlà điều khiển pha phối khí hoặc thay đổi hành trình xupáp thông minh. Tiếp theo đó nhiều hãngxe lớn trên thế giới đã và đang áp dụng giải pháp thứ hai vào mục đích trên. Các công nghệ nhưVVTL-i của Toyota; VTEC của Honda; MIVEC của Mitsubishi; VALVETRONIC của BMW; VVELcủa Nissan lần lượt xuất hiện đã khẳng định tầm quan trọng của vấn đề nêu trên. Bài viết kỳnày chúng tôi sẽ lần lượt giới thiệu với các bạn về các công nghệ này.Công nghệ VVTL-i của Toyota.Hệ thống VVTL-i dựa trên hệ thống VVT-i và áp dụng một cơ cấu chuyển đổi vấu cam để thayđổi hành trình của xupáp nạp và xả. Điều này cho phép đạt được công suất cao mà không ảnhhưởng đến tính kinh tế của nhiên liệu hay ô nhiễm khí xả.Cấu tạo và hoạt động của hệ thống VVTL-i về cơ bản giống như hệ thống VVT-i. Việc chuyểnđổi giữa hai vấu cam có biên dạng khác nhau dẫn đến làm thay đổi hành trình của xupáp.Trong cơ cấu chuyển vấu cam, ECU động cơ điều khiển chuyển đổi giữa 2 vấu cam nhờ vanđiều khiển dầu VVTL dựa trên các tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát và cảm biến vị trítrục khuỷu.Các bộ phận cấu thành hệ thống VVTL-i gần giống như những bộ phận của hệ thống VVT-i. Đólà van điều khiển dầu cho VVTL, các trục cam và cò mổ.Van điều khiển dầu cho VVTL điều khiển áp suất dầu cấp đến phía cam tốc độ cao của cơ cấuchuyển vấu cam bằng thao tác điều khiển vị trí van ống do ECU động cơ thực hiện.Trục cam và cò mổĐể thay đổi hành trình xupáp, người ta chế tạo trên trục cam 2 loại vấu cam, một loại vấu camứng với tốc độ thấp và vấu cam tốc độ cao cho mỗi xilanh.Cơ cấu chuyển vấu cam được lắp bên trong cò mổ giữa xupáp và vấu cam. Áp suất dầu từ vanđiều khiển dầu của VVTL đến lỗ dầu trong cò mổ và áp suất này đẩy chốt hãm bên dưới chốtđệm. Nó cố định chốt đệm và ấn khớp cam tốc độ cao.Khi áp suất dầu ngừng tác dụng, chốt hãm được trả về bằng lực của lò xo và chốt đệm được tựdo. Điều này làm cho chốt đệm có thể di chuyển tự do theo hướng thẳng đứng và vô hiệu hóavấu cam tốc độ cao.Trục cam nạp và xả có các vấu cam với 2 hành trình khác nhau cho từng xylanh, và ECU độngcơ chuyển những vấu cam này thành vấu cam hoạt động bằng áp suất dầu.Tốc độ thấp và trung bình (tốc độ động cơ: dưới 6000 vòng/phút)Như trong hình minh họa ở trên, van điều khiển dầu mở phía xả. Do đó, áp suất dầu không tácdụng lên cơ cấu chuyển vấu cam.Áp suất dầu không tác dụng lên chốt chặn. Do đó, chốt chặn bị đẩy bằng lò xo hồi theo hướngnhả khóa. Như vậy, chốt đệm sẽ lặp lại chuyển động tịnh tiến vô hiệu hóa. Nó sẽ dẫn độngxupáp bằng cam tốc độ thấp và trung bình.Tốc độ cao (Tốc độ động cơ: trên 6000 vòng/phút, nhiệt độ nước làm mát: cao hơn6000C).Như trong hình vẽ bên trên, phía xả của van điều khiển dầu được đóng lại sao cho áp suất dầutác dụng lên phía cam tốc độ cao của cơ cấu chuyển vấu cam.Lúc này bên trong cò mổ, áp suất dầu đẩy chốt chặn đến dưới chốt đệm để giữ chốt đệm và còmổ. Do đó, cam tốc độ cao ấn xuống cò mổ trước khi cam tốc độ thấp và trung bình tiếp xúc vớicon lăn. Nó dẫn động các xupáp bằng cam tốc độ cao. ECU động cơ đồng thời phát hiện rằngvấu cam đã được chuyển sang vấu cam tốc độ cao dựa trên tín hiệu từ công tắc áp suất dầu.Công nghệ VTEC của Honda.Hệ thống VTEC nhằm cải thiện hiệu suất động cơ ở tốc độ thấp và cao bằng cách bố trí hai loạivấu cam ở mỗi xilanh, vấu cam tốc độ thấp và vấu cam tốc độ cao. Tùy theo điều kiện làm việccụ thể của động cơ mà sử dụng loại vấu cam phù hợp.Ở dải tốc độ thấp, thời gian mở xupáp được tối ưu hóa nhằm đạt được mômen xoắn cần thiếtđể xe có thể di chuyển tốt nhất ở vòng tua thấp, đồng thời tiết kiệm nhiên liệu.Ở dải tốc độ cao, độ mở xupáp và thời gian mở xupáp được tăng lên, không khí được nạp vàonhiều hơn. Hệ thống cung cấp cho xe khả năng di chuyển tốt ở tốc độ thấp và tăng hiệu suấtđộng cơ khi tốc độ xe tăng lên.Qua nhiều năm phát triển, các động cơ của Honda đã sử dụng qua năm loại hệ thống VTECkhác nhau gồm: (1) VTEC có một trục cam đặt trên gọi là SOHC; (2) VTEC-E tiết kiệm nhiênliệu; (3) VTEC có hai trục cam đặt trên DOHC; (4) VTEC có xilanh không tải và (5) công nghệ i-VTEC thông minh. Kết cấu của 5 modun trên khác nhau nhưng nói chung chúng giống nhau vềmặt nguyên lý vì tất cả đều sử dụng loại trục cam có vấu kép, một vấu dùng khi tốc độ thấp vàmột vấu dùng ở tốc độ cao. Ở dải tốc độ thấp, các xupáp mở ít và thời gian mở ngắn lại do tốcđộ của vấu cam giảm.Hiệu quả thực tế của công nghệ VTEC phụ thuộc vào điều kiện chạy xe và kiểu xe. Bộ điềukhiển trung tâm ECM/PCM liên tục theo dõi sự thay đổi tình trạng hoạt động của động cơ nhưtải trọng, số vòng quay và tốc độ chạy xe. Dựa vào ...