Xupáp thông minh (Phần I)

Tham khảo tài liệu xupáp thông minh (phần i), kỹ thuật - công nghệ, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xupáp thông minh (Phần I) Xupáp thông minh (Phần I)Xu hướng phát triển của ô tô hiện đại ngày nay là gia tăng t ốc độ cực đại từ180-250 km đến 250-330 km/h và giảm tiêu hao nhiên liệu. Các giải phápđược đưa ra nhằm tăng tốc độ động cơ là điều khiển pha phối khí hoặc thayđổi hành trình xupáp thông minh. Tiếp theo đó nhiều hãng xe lớn trên thếgiới đã và đang áp dụng giải pháp thứ hai vào mục đích trên. Các công nghệnhư VVTL-i của Toyota; VTEC của Honda; MIVEC c ủa Mitsubishi;VALVETRONIC của BMW; VVEL c ủa Nissan lần lượt xuất hiện đã khẳngđịnh tầm quan trọng của vấn đề nêu trên. Bài viết kỳ này chúng tôi sẽ lầnlượt giới thiệu vớ i 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 vấucam để thay đổi hành trình của xupáp nạp và xả. Điều này cho phép đạt được côngsuất cao mà không ảnh hưởng 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 chuyển đổi giữa hai vấu cam có biên dạng khác nhau dẫn đến làm thay đổihành trình của xupáp.Trong cơ cấu chuyển vấu cam, ECU động cơ điều khiển chuyển đổi giữa 2 vấucam nhờ van điều khiển dầu VVTL dựa trên các tín hiệu từ cảm biến nhiệt độnước làm mát và cảm biến vị trí trục khuỷu.Các bộ phận cấu thành hệ thống VVTL-i gần giống như những bộ phận của hệthống VVT-i. Đó là 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 caocủa cơ cấu chuyển vấu cam bằng thao tác điều khiển vị trí van ống do ECU độngcơ thực hiện.Trục cam và cò mổĐể thay đổi hành trình xupáp, người ta chế tạo trên trục cam 2 loại vấu cam, mộtloại vấu cam ứng 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 suấtdầu từ van điều khiển dầu của VVTL đến lỗ dầu trong cò mổ và áp suất này đẩychốt hãm bên dưới chốt đệm. 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 chốtđệm được tự do. Điều này làm cho chốt đệm có thể di chuyển tự do theo hướngthẳng đứng và vô hiệu hóa vấu cam tốc độ cao.Trục cam nạp và xả có các vấu cam với 2 hành trình khác nhau cho từng xylanh,và ECU động cơ chuyển những vấu cam này thành vấu cam hoạt động bằng ápsuất 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 suấtdầu không tác dụng lên cơ cấu chuyển vấu cam.Áp suất dầu không tác dụng lên chốt chặn. Do đó, chốt chặn bị đẩy bằng lò xo hồitheo hướng nhả khóa. Như vậy, chốt đệm sẽ lặp lại chuyển động tịnh tiến vô hiệuhóa. Nó sẽ dẫn động xupáp bằng cam tốc độ thấp và trung bình.Tốc độ cao (Tốc độ động cơ: trên 6000 v òng/phút, nhiệt độ nước làm mát: caohơn 6000C).Như trong hình vẽ bên trên, phía xả của van điều khiển dầu được đóng lại sao choáp suất dầu tác 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 giữchốt đệm và cò mổ. Do đó, cam tốc độ cao ấn xuống cò mổ trước khi cam tốc độthấp và trung bình tiếp xúc với con lăn. Nó dẫn động các xupáp bằng cam tốc độcao. ECU động cơ đồng thời phát hiện rằng vấu cam đã được chuyển sang vấucam 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 cáchbố trí hai loại vấu cam ở mỗi xilanh, vấu cam tốc độ thấp và vấu cam tốc độ cao.Tùy theo điều kiện làm việc cụ 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 mômenxoắn cần thiết để xe có thể di chuyển tốt nhất ở vòng tua thấp, đồng thời tiết kiệmnhiên liệu.Ở dải tốc độ cao, độ mở xupáp và thời gian mở xupáp được tăng lên, không khíđược nạp vào nhiều hơn. Hệ thống cung cấp cho xe khả năng di chuyển tốt ở tốcđộ thấp và tăng hiệu suất động cơ khi tốc độ xe tăng lên.Qua nhiều năm phát triển, các động cơ của Honda đã sử dụng qua năm loại hệthống VTEC khác nhau gồm: (1) VTEC có một trục cam đặt trên gọi là SOHC; (2)VTEC-E tiết kiệm nhiên liệu; (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 5modun trên khác nhau nhưng nói chung chúng giống nhau về mặt nguyên lý vì tấtcả đều sử dụng loại trục cam có vấu kép, một vấu dùng khi tốc độ thấp và một vấudùng ở tốc độ cao. Ở dải tốc độ thấp, các xupáp mở ít và thời gian mở ngắn lại dotốc độ của vấu cam giảm.Hiệu quả thực tế của công nghệ VTEC phụ thuộc vào điều kiện chạy xe và kiểu xe.Bộ điều khiển trung tâm ECM/PCM liên tục theo dõi sự thay đổi tình trạng hoạtđộng của động cơ như tải trọng, số vòng quay và tốc độ chạy xe. Dựa vào cácthông số đầu ...