Đề tái mô phỏng hệ thống MIVEC

1

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng
TÊN ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG MIVEC
(Mitsubishi Innovative Valve timing and lifting Electronic Control).
CHƢƠNG 1: CHỨC NĂNG VÀ CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG PHÂN
PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG.

1.1 Nhiệm vụ - yêu cầu – phân loại hệ thống phân phối khí
1.1.1 Nhiệm vụ.
Cơ cấu phân phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí: xả khí thải ra khỏi
xilanh và nạp đầy hỗn hợp hoặc không khí mới vào xilanh trong quá trình làm việc của
động cơ, đảm bảo đóng kín các cửa nạp, cửa xả trong quá trình nén, cháy và giãn nở, và
phân phối kịp thời, đều đặn hòa khí hoặc không khí cho các xilanh theo đúng thứ tự làm
việc của động cơ. Ở máy Diesel, động cơ phung xăng, khí nạp là không khí. Còn ở máy
xăng bộ chế hòa khí, khí nạp là hỗn hợp không khí và hơi xăng. Khí xả là sản phẩm
cháy, chủ yếu là khí Cacbonic và hơi nước.
1.1.2 Yêu cầu .
a. Yêu cầu chung đối với cơ cấu phối khí:
- Đảm bảo việc nạp đầy, nghĩa là hệ số nạp phải cao. Việc xả sạch, nghĩa là hệ số khí
sót phải thấp. Điều đó có nghĩa là chất lượng của quá trình nạp xả phải đảm bảo được
yêu cầu đặt ra. Yêu cầu này đến đâu tùy thuộc vào từng loại máy 4 kỳ hay 2 kỳ, phương
pháp trao đổi khí, cấu tạo các bộ phận của cơ cấu.
- Phải đảm bảo đóng kín các cửa nạp, cửa xả trong quá trình nén, cháy và giãn nở.
- Phải đảm bảo việc phân phối kịp thời, đều đặn và đủ lượng hoà khí hoặc không khí
cho các xylanh theo đúng thứ tự làm việc của động cơ. Độ mở lớn để dòng khí dễ lưu
thông.
- Năng lượng cung cấp cho hệ thống nạp xả khi làm việc tốn ít nhất.
-Xupap hút mở để dẫn không khí hoặc hỗn hợp không khí nhiên liệu vào xi lanh ở kỳ
hút. Xupap xả mở thải khí cháy ra ngoài trời vào kỳ xả.

- Kỳ nén và nổ các xupap phải đóng kín để không bị lọt khí ra khỏi xi lanh.
-Việc đóng mở các xupap yêu cầu phải đúng thời điểm, đảm bảo nạp đầy và thải sạch.
2

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng
- Các xupap phải được bố trí để sự phun nhiên liệu đạt tới vùng cháy toàn phần,
nhưng phải đủ cách xa khu vực chất làm nguội tuần hoàn tự do.
Vị trí của các đường dẫn xupap và các cửa mở, đảm bảo sự thông khí cho động cơ.
- Cơ cấu điều khiển van đòi hỏi sự chuyển động đều đặn của cần điều khiển, bộ dẫn
cam và cam, các van điều chỉnh và sự thời chuẩn van.
-Ít mòn ,tiếng kêu bé. Dễ điều chỉnh và sửa chữa, giá thành chế tạo rẻ.
b. Yêu cầu đối với hệ thống nạp:
- Các đường dẫn khí vào xi lanh phải được thiết kế đặc biệt để điều khiển lưu lượng,
tốc độ và chiều dẫn không khí. Không được phép có sự giao cắt, vì điều này có thể làm
giảm hiệu suất thể tích.
- Cung cấp không khí sạch và nguội cho từng xi lanh theo yêu cầu cháy hoàn hảo.
- Cung cấp không khí để quét.
- Giảm tiếng ồn dòng khí lưu động.
- Sấy nóng hỗn hợp khí-nhiên liệu đi vào các xi lanh.
c. Yêu cầu đối với hệ thống xả:
- Dẫn khí xả của động cơ ra ngoài không khí và giảm hẳn tiếng ồn quá mức bằng cách
khử các sóng áp lực trong khí xả.Trong vài trường hợp, hệ thống xả còn phải có khả
năng khử tia lửa.
1.1.3. Phân loại.
Người ta phân cơ cấu phân phối khí thành các loại sau đây:
a. Cơ cấu phân phối khí dùng cam –xupap được dùng phổ biến trong các loại động cơ
đốt trong do kết cấu đơn giản, điều chỉnh dễ dàng.
b. Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt có ưu điểm là tiết diện thông qua lớn nhưng khó
chế tạo nên ít được dùng trong các động cơ thông thường mà chỉ dùng trong động cơ đặc

chủng như động cơ xe đua.
c. Cơ cấu phân phối khí dùng piston đóng mở cửa nạp và thải của động cơ hai kỳ có kết
cấu đơn giản, không phải điều chỉnh sửa chữa, nhưng chất lượng quá trình trao đổi khí
cao.
3

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng
d. Cơ cấu phân phối khí dùng bộ phận điều khiển điện tử (ECM) tín hiệu đến cuộn
solenoid, loại này thay vì dùng một trục cam trung gian, các cuộn solenid điện mở các
xupap.

1.2 Khái quát hệ thống phân phối khí ở động cơ đốt trong
1.2.1 Cơ cấu phân phối khí loại xupap treo.
Các sơ đồ bố trí

Hình 1-1: cơ cấu phân phối khí kiểu xupap treo
1 – Trục cam; 2 – Con đội; 3 – Đũa đẩy; 4 – Vít điều chỉnh; 5 – Trục đòn bẫy; 6 – Đòn
bẫy; 7 – Đế chặn lò xo; 8 - Lò xo xupáp; 9 - Ống dẫn hướng; 10 – Xupáp; 11 – Dây đai;
12 – Bánh răng trục khuỷu.
Đặt điểm:
- Do thể tích buồng đốt nhỏ nên tỷ số nén cao.
- Được sử dụng cho động cơ Diezen và động cơ xăng có công suất lớn.
- Dẫn động phức tạp, sửa chữa khó khăn do cơ cấu có nhiều chi tiết.
Nguyên lý làm việc.
Khi động cơ làm việc, trục khuỷu quay, dẫn động trục cam quay, các cam nạp và cam
xả quay, cam quay tới tỳ lên con đội, đẩy con đội đi lên qua đũa đẩy( thanh đẩy) tỳ vào
vít điều chỉnh,đẩy đuôi đòn gánh đi lên, đầu đòn gánh đi xuống tỳ vào đuôi xupap, đẩy
xupap đi xuồng mở cửa hút hay xả. Nếu xupap hút mở, cửa hút sẽ cho hổn hợp nhiên
4

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng
liệu (hay không khí) nạp vào buồn công tác của động cơ.nếu xupap xả mở, cửa xả sẽ cho
khí cháy trong buồn cháy thoát ra khỏi ống xả.
Khi cam quay qua vị trí tỳ vào con đội, lò xo đẩy xupap đi lên đóng cửa hút hoặc
xả, qua đòn gánh thanh đẩy luôn đảm bảo con đội luôn tiếp xúc với cam.

1.2.2 Cơ cấu phân phối khí loại xupap đặt.
Sơ đồ bố trí.


Hình 1-2: Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp đặt
1 – Trục cam; 2 – Thân máy; 3 – Con đội; 4 – Đế lò xo xupáp; 5 – Lò xo xupáp; 6 – Ống
dẫn hướng; 7 – Xupáp; 8 – Bánh răng dẫn động bánh răng cam;
Xupáp được lắp ở một bên thân máy ngay trên trục cam và được trục cam dẫn động
xupáp thông qua con đội. Xupáp nạp và xupáp thải của các xilanh có thể bố trí theo
nhiều kiểu khác nhau: Bố trí xen kẽ hoặc bố trí theo từng cặp một. Khi bố trí từng cặp
xupáp cùng tên, các xupáp nạp có thể dùng chung đường nạp nên làm cho đường nạp trở
thành đơn giản hơn.
Đặt điểm:
- Với phương án này làm chiều cao động cơ giảm xuống, kết cấu của nắp xilanh đơn
giản, dẫn động xupáp cũng dễ dàng.
- Tuy vậy có khuyết điểm là buồng cháy không gọn, có dung tích lớn nên chỉ sử dụng
ở những động cơ có cồng suất nhỏ và trung bình.
5

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng
- Đường nạp, thải phải bố trí trên thân máy phức tạp cho việc đúc và gia công thân

máy, đường thải, nạp khó thanh thoát, tổn thất nạp thải lớn.
Nguyên lý hoạt động.
Khi động cơ làm viêc, trục khuỹu quay, dẫn động trục cam quay, các cam nạp, (xả)
quay tới vị trí tỳ lên con đội, đẩy con đội lên tỳ vào đôi xupap , xupap đi lên lò xo bị nén
lại và cửa hút (hoặc xả ) mở ra. hổn hợp nhiên liệu ( động cơ xăng), không khí sạch (
động cơ diezel) qua cửa hút nạp vào buồng công tác của động cơ ( hoặc khí cháy theo
cửa xả thải ra ngoài.

1.2.3 Cơ cấu phân phối khí loại dùng pitton đóng mở cửa nạp và cửa thải.
Là loại cơ cấu phối khí của động cơ 2 kỳ quét vòng hoặc quét thẳng, quét thẳng có thể
qua xupap xả hoặc cửa xả dùng piton đối đỉnh. Cơ cấu phối khí loại này có kết cấu đơn
giản, không phải điều chỉnh, sữa chữa nhưng quá trình trao đổi khí không cao. Trong cơ
cấu loại này piton động cơ có vai trò như một van trước, đóng mở cửa nạp và cửa thải.
loại động cơ này không có cơ cấu dẫn động van trước riêng mà chúng dùng cơ cấu trục
khuỷu thanh truyền để dẫn động piton.
Nguyên lý hoạt động:

Hình 1-3: hệ thống phân phối khí dùng pitton đóng mở cửa hút và cửa xả.

Thì 1: Tạo công và nén trước
6

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng
Pitton bắt đầu sắp vượt qua điểm chết trên. Bộ phận đánh lửa đốt hỗn hợp trong buồng
đốt phía trên pitton, nhiệt độ tăng dần đến áp suất trong buồng đốt tăng, pitton đi xuống
và qua đó tạo ra công cơ học.
Trong phần không gian ở phía dưới pitton, khí mới vừa được hút vào sẽ bị nén lại bởi
chuyển động đi xuống của pitton.
Trong giai đoạn cuối khi pitton đi xuống, lỗ thải khí và ống dẫn khí được mở ra. Hỗn

hợp khí mới đang bị nén dưới áp suất chuyển động từ buồng nén dưới pitton qua ống dẫn
khí đi vào xy lanh đẩy khí thải qua lỗ thải khí ra ngoài.
Thì 2: Nén và hút
Trong khi pitton đi lên, lỗ thải khí và ngay sau đó là ống dẫn khí được đóng lại.
Trong lúc pitton tiếp tục chuyển động đi lên, hỗn hợp nhiên liệu và không khí trong xy
lanh tiếp tục bị nén lại và ngay trước khi pitton đạt đến điểm chết trên thì được đốt cháy.
Trong buồng nén khí trước ở phía dưới pitton khí mới được hút vào qua ống dẫn.
1.2.4 Cơ cấu phân phối khí loại điều khiển điện tử:
a. Sơ đồ nguyên lý tổng quát:
Hệ thống điều khiển đông cơ theo chương trình bao gồm các cảm biến kiểm soát
liên tục tình trạng hoạt động của động cơ, một bộ ECU tiếp nhận tín hiệu từ cảm biến, xử
lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành. Cơ cấu chấp hành luôn
đảm bảo thừa lệnh ECU và đáp ứng các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến. Hoạt động của
hệ thống điều khiển động cơ đem lại sự chính xác và thích ứng cần thiết để giảm tối đa
chất độc hại trong khí thải cũng như lượng tiêu hao nhiên liệu. ECU cũng đảm bảo công
suất tối ưu ở các chế độ hoạt động của động cơ, giúp chẩn đoán khi có sự cố xảy ra.
Điều khiển động cơ bao gồm điều khiển phun nhiên liệu, điều khiển đánh lửa, điều
khiển góc phối cam, điều khiển ra tự động.
7

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng

b. Sơ đồ cấu tạo:

Hình 1.6:Sơ đồ cấu tạo hệ thống điều khiển kiểu Valvetronic.
1:Mô tơ bước; 2:Bộ truyền trục vít bánh vít; 3:Cần dẫn hướng; 4:Trục nắp
cần dẫn hướng; 5: Đòn gánh; 6:Lò xo xupap; 7: Xupap.
Hê thống cung cấp nhiên liệu kiểm soát số lượng không khí đi qua cổ họng bướm ga
và quyết định số lượng nhiên liệu tương ứng mà động cơ yêu cầu. Bướm ga mở càng

rộng thì lượng không khí đi vào buồng đốt càng nhiều.
Tại vùng họng bướm ga, bướm ga đóng một phần thậm chí gần như đóng, nhưng
những pitton vẫn còn hoạt động, không khí được lấy vào từ một phần của ống thông của
đường ống phân phối đầu vào, ống thông nằm giữa vị trí bướm ga và buồng đốt có độ
8

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng
chân không thấp ngăn cản tác động của sự hút vào và bơm vào của những pitton, làm
lãng phí năng lượng.Các kỹ sư ô tô nói đến hiện tượng này như sự bỏ phí năng lượng khi
có sự bơm. Động cơ hoạt động càng chậm thì các bướm ga đóng càng nhiều, và sự lãng
phí năng lượng càng lớn. Valvetronic giảm tối thiểu mất mát khi bơm bằng sự giảm bớt
sự tăng lên của trục van và số lượng không khí đi vào buồng cháy.
So với những động cơ cam đôi kiểu cũ với sự xuất hiện của bánh con lăn có bộ phận
định hướng, valvetronic sử dụng thêm một trục lệch tâm, một mô tơ điện và một số cần
đẩy (đòn gánh) trung gian, mà lần lượt dẫn động sự đóng và mở của các xupáp.
Nếu đòn gánh đẩy xuống sâu, những van nạp sẽ bị đẩy xuống ở vị trí mở xupáp lớn
nhất và làm cho tiết diện lưu thông qua các van là lớn nhất.
Như vậy, valvetronic có khả năng nạp nhiều, thời gian nạp dài (hành trình van lớn) và
quá trình nạp được đầy hoàn toàn, tiết diện lưu thông nhỏ (hành trình van ngắn) tuỳ
thuộc vào vị trí định trước trên động cơ.
1.3. Những ảnh hƣởng của việc điều chỉnh hệ thống phân phối khí đến các
thông số công tác.
Trong quá trình sử dụng động cơ các pha phân phối khí bị thay đổi do nhiều nguyên
nhân:
- Sự thay đổi khe hở trong cơ cấu truyền động cho xupáp do các chi tiết bị hao mòn
nhiều hoặc do tính chất điều chỉnh của cặp lắp ghép bị thay đổi.
- Sự thay đổi của profin của cam do bị hao mòn.
- Các bánh răng truyền động ăn khớp với nhau không đúng vị trí (khi lắp ráp động cơ,
khi tháo rời hoặc thay thế chúng).

- Cam rời bị xoay so với trục hoặc lắp không chính xác trên trục.
- Trục cam bị xoắn(nhất là khi động cơ ở tốc độ cao)
- Các họng xupáp và cửa quét, thải bị bám muội.
Trong các yếu tố trên sự hao mòn profin cam và thay đổi khe hở nhiệt ảnh hưởng đến
pha phân phối khí nhiều hơn cả.
Khi pha phân phối khí bị thay đổi trị số thời gian tiết diện của xupáp giảm đi, do đó
tốc độ lưu thông của dòng khí tăng lên và tăng tổn thất khí động, hậu quả là nạp không
đầy và thải không sạch, dẫn đến làm giảm công suất và tính kinh tế của động cơ.
9

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng
Qua các công trình nghiên cứu thực nghiệm có thể kết luận rằng đối vói các động cơ
Diesel 4 kỳ tốc độ chậm và trung bình thì sự hao mòn của cam trong quá trình sử dụng ít
ảnh hưởng tới các thông số như ηn, Ne, ge hơn so với các động cơ tốc độ nhanh.
Thực tế sử dụng động cơ cho thấy rằng trong phạm vi giới hạn hao mòn cho phép của
cam các phân phối khí chỉ bị thay đổi không đáng kể và không gây ảnh hưởng rõ rệt tới
chất lượng nạp đầy và làm sạch xylanh.
Trong quá trình sử dụng, ta cần định kỳ kiểm tra các pha phân phối khí.
Đặc biệt, nếu như trong sửa chữa có thay thế một vài chi tiết cơ cấu phân phối khí thì
sau khi sửa chữa nhất thiết phải điều chỉnh lại pha phân phối khí theo giá trị cho trong
bảng hưỡng dẫn sử dụng động cơ.
Một điều quan trọng là điều chỉnh đúng khe hở nhiệt xupap và nên chọn giá trị nhỏ
nhất trong giới hạn mà nhà máy chế tạo đã quy định.



10

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc

Nguyễn Văn Tùng

CHƢƠNG 2: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG MIVEC TRÊN XE
MITSUBUSHI GRANDIS.

2.1 Giới thiệu tổng quát xe Mitsubishi Grandis
2.1.1 Các thông số kỹ thuật của xe.
Thông số kỹ thuật Grandis
Dài/Rộng/Cao
(mm)
4.765x1.795x1.700
Khoảng sáng
gầm xe (mm)
165
Trọng lượng
không tải (kg)
1.630
Động cơ
2,4 lít MIVEC
Công suất (mã
lực/vòng/phút)
178/6.000
Mô-men xoắn
(Nm/vòng/phút)
23.5 / 4,000
Hộp số
Tự động 4 cấp
Lốp
215/60R16
Giá (USD)

44.000


11

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng



Hình 2-1: màu sắc của xe Mitsubishi
- Tổng tải trọng : 2.250 kg
- Tự trọng : 1.630 kg
- Số chỗ ngồi : 7 người
- Tốc độ cực đại : 190 km/h
- Thời gian tăng tốc : 11,8 sec (0 – 100 km/h)
- Bán kính quay vòng min : 5,5 m
- Tiêu chuẩn khí thải : EURO-4
- Dung tích thùng nhiên liệu : 65 lít
- Phun nhiên liệu MPI : ECI-MULTI
2.1.2 Hình dáng của xe (hình chiếu + các thông số).
+ Kích thước cơ bản

12

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng

Hình 2-2: kích thước xe Mitsubishi
Kí hiệu

Tên gọi
Đơn vị.
Thông số
1
Khoảng cách hai bánh xe trước
mm
1550
2
Chiều ngang toàn thể
mm
1795
4
Khoảng cách hai cầu xe
mm
2830
6
Chiều dài toàn thể
mm
4765
7
Khoảng sáng gầm xe
mm
165
9
Chiều cao toàn thể
mm
1700
10
Khoảng cách bánh xe sau
mm

1555

+ Thông số động cơ.


Hình 2-3: Động cơ Mivec
-Vị trí động cơ : Đặt trước xe
- Loại động cơ : 4G69-MIVEC, 16 valve
13

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng
- Dung tích xy lang : 2.380 cc
- Công suất cực đại : 178/6.000 hp/rpm
- Momen xoắn cực đại : 23,5/4.000 kg.m/rpm
- Dung tích dầu bôi trơn động cơ : 4,3 lít .
+ Hệ thống truyền động.


Hình 2-4: Hệ thống tuyền động
• Hộp số tự động 4 số với chế độ thể thao (INVECS II 4 speed A/T with Sport mode).
• Công thức bành xe: : 4x2 (2WD)
+ Hệ thống khung gầm.

Hình 2-5: Hệ thống khung treo.
• Treo trước : Treo độc lập Mac Pherson, lò xo cuộn với thanh ổn định
14

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng

• Treo sau: : Độc lập, liên kết đa điểm .



Hình 2-6: Hệ thống phanh.
• Phanh trước : Phanh đĩa đường kính 16 inch
• Phanh sau : Đĩa/ Trống, đường kính 16 inch
• Phanh chống bó cứng (ABS) kết hợp với hệ thống phân phối lực phanh điện tử
(EBD)

2.1.3 Các tính năng tiện nghi, an toàn và các kỹ thuật mới trên xe.
Thiết kế bên ngoài Grandis không có gì khác với khi nó ra mắt năm ngoái, từ lưới tản
nhiệt với logo hình 3 viên kim cương đặc trưng (giống hệt chiếc sedan Lancer Gala), hai
"con mắt" đèn pha hình tam giác sắc nét chạy vát về sau cho tới những đường nét khí
động học trải cho đến cửa sau.
Nhà sản xuất khẳng định, mặc dù có 7 chỗ, nhưng điểm có thể phân biệt Grandis với
các đối thủ khác của dòng xe đa dụng là ở không gian nội thất sang trọng. Các ghế da có
thể ngả về sau hoàn toàn trong một không gian nội thất rộng rãi cho cảm giác thoải mái
như đang ngồi trong phòng khách. Các ghế hàng thứ 2 và thứ 3 có thể trải phẳng ra để
nằm nghỉ, hoặc cũng có thể gấp cả hai hàng ghế này lên để lấy không gian chứa hành lý
rộng rãi, đa dạng. Một điểm thú vị nho nhỏ dành cho người lái là khi xoay khoá công tắc,
bảng đồng hồ sẽ toả sáng theo 3 giai đoạn với những màu xanh, đỏ rực rỡ.
15

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng

Hình 2-7: Cách sắp xếp ghế.
Xe có hai túi khí dành cho hàng ghế trước cùng các trang bị an toàn như hệ thống
chống bó cứng phanh ABS ,với hệ thống phân bố lực phanh điện tử EBD. Thiết bị chống

trộm chỉ cho phép động cơ khởi động khi sử dụng chìa khoá đã đăng ký với hệ thống.

2.2 Khái quát chung về hệ thống Mivec trên xe Mitsubishi Grandis
2.2.1 Sơ đồ khối tổng quát.

Hình 2-8: Sơ đồ điều khiển van nạp dầu.
Khi động cơ làm việc, ECU của động cơ sẻ nhận tính hiệu từ các cảm biến (Cảm biến
tốc độ động cơ, cảm biến lưu lượng khí nạp, cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến vị trí cam
nạp .v.v ) và sử lý tính hiệu để điều khiển hoạt động của van điều khiển áp suất dầu
OCV.
16

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng

Hình 2-9: sơ đồ khối chức năng của hệ thống Mivec
2.2.2 Chức năng của hệ thống Mivec
Chức năng.
Do tính chất của hòa khí và sau khi cháy mà 3 thông số thời điểm, độ nâng và thời
gian mở của các xupáp ở tốc độ thấp và tốc độ cao rất khác nhau. Đối với động cơ cổ
điển thì công suất và mô-men xoắn cực đại ở tốc độ nào của xe thì phụ thuộc vào điều
kiện sử dụng của xe đó. Nếu đặt điều kiện hoạt động tối ưu của các xupáp ở tốc độ thấp
thì quá trình đốt nhiên liệu lại không hiệu quả khi động cơ ở trạng thái tốc độ cao, khiến
công suất chung của động cơ bị giới hạn. Ngược lại, nếu đặt điều kiện tối ưu ở số tốc độ
cao thì động cơ lại hoạt động không tốt ở tốc độ thấp. Từ những hạn chế đó, thì cơ cấu
phối khí hiện đại ra đời với ý tưởng là tìm cách tác động để thời điểm mở van, độ mở và
khoảng thời gian mở biến thiên theo từng vòng tua khác nhau sao cho chúng mở đúng
lúc, khoảng mở và thời gian mở đủ để lấy đầy hòa khí vào buồng đốt.
Mivec là một trong những công nghệ đầu tiên trong các giải pháp nhằm nâng cao công
suất và bảo vệ môi trường bằng cách tác động vào hệ thống nạp nhiên liệu, và công nghệ

này hiện nay vẫn được ứng dụng. Trên thị trường ô tô Việt Nam hiện nay, hãng
Mitsubishi ứng dụng công nghệ MIVEC trên xe GRANDIS.
Ưu và nhược điểm của hệ thống
17

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng
Trong hầu hết các điều kiện làm việc, để đảm bảo hiệu suất nhiên liệu cao nhất, thời
gian đóng xupap trùng nhau tăng lên để giảm tổn thất bơm. Thời điểm xupáp xả mở
được làm chậm lại để tăng tỷ số nén, tăng tính kinh tế của nhiên liệu.
Khi cần công suất cực đại (tốc độ và tải trọng cao), thời điểm đóng xupáp nạp được
làm chậm lại để đồng nhất hóa không khí nạp với thể tích nạp là lớn nhất.
Ở dải tốc độ thấp và tải nặng, MIVEC đảm bảo tối ưu mômen xoắn do thời điểm
xupáp nạp đóng được làm sớm hơn để đảm bảo đủ lượng khí nạp. Cùng lúc đó, thời điểm
xupáp xả mở được làm chậm lại để tăng tỷ số nén và cải thiện hiệu suất động cơ.
Ở chế độ không tải, thời điểm xupáp xả và nạp trùng nhau được loại bỏ để ổn định quá
trình cháy.
So với các hệ thống phân phối khí tương tự cùng công suất, thì hệ thống phân phối khí
Mivec có mức tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn
2.2.3 Các chi tiết của hệ thống Mivec trên xe Mitsubishi Grandis
Cấu tạo tổng quát.

Hình 2-10: cấu tạo hệ thống Mivec
Xupap nạp: các xupap dùng để đóng mở cửa hút theo thứ tự các kỳ làm việc của động
cơ. Đóng kín buồng cháy của động cơ vào các kỳ nén và nổ.
Trục cam nạp: Trục cam với 3 biên dạng cam có kích thước khác nhau, biên dạng cam
18

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng

lớn ( cam tốc độ cao) đặt ở giữa, biên dạng cam nhỏ và trung bình (cam tốc độ thấp) đặt
ở 2 bên dùng để điều khiển việc đóng mở các xupap theo đúng thứ tự làm việc của các
xylanh, chế độ MIVEC được kích hoạt để chuyển sang vấu cam tốc độ cao khi tốc độ
động cơ tăng và chuyển sang vấu cam tốc độ thấp khi tốc độ động cơ giảm
Con đội: con đội là một chi tiết máy truyền lực trung gian giữa các vấu cam và cò
mổ
Cần chữ T và piston: cần chữ T chỉ có tác dụng ở chế độ tốc độ cao. Ở dải tốc độ cao,
áp suất thủy lực đẩy piston thủy lực lên, bởi vậy tay đòn chữ T lại trượt vào các khe cò
mổ tác dụng lên piston thủy lực để chuyển sang vận hành với các cam tốc độ cao.
Cò mổ: cò mổ là chi tiết truyền lực trung gian một đầu tiếp xúc với con đội một đầu
tiếp xúc với đuôi xupap. Khi trục cam nâng con đội lên đẩy một đầu của đòn bẩy đi lên,
đầu kia của đòn bẩy nén lò xo xupap xuống và mở xupap, do co cò mổ xupap mở đóng
theo đúng pha phân phối khí.
Nguyên lý làm việc.
Trong công nghệ MIVEC sử dụng các biên dạng cam khác nhau để mở xupap nạp
theo hai chế độ động cơ: tốc độ thấp và tốc độ cao, nó sẽ nâng cao hơn công suất lớn
nhất và và tăng mô men xoắn trong các chế độ làm việc của động cơ.
Khi động cơ ở số vòng quay thấp MIVEC sẽ chọn biên dạng cam nhỏ và cung cấp hỗn
hợp cháy ổn định, ít khí xả. Khi bướm ga được mở rộng, tốc độ động cơ tăng lên,
MIVEC sẽ cho phép tăng thời gian và hành trình mở của xupap nạp, vì vậy nó sẽ cung
cấp cho động cơ công suất và mômen lớn hơn hẳn so với các động cơ không cử dụng
công nghệ này.
Điểm đặc biệt của công nghệ MIVEC là việc bố trí trên trục cam với 3 biên dạng cam
có kích thước khác nhau. Biên dạng cam lớn nhất đặt ở giữa và hai biên dạng cam nhỏ và
trung bình đặt ở hai bên (như hình 4- 2), mặc dù có 3 biên dạng cam như vậy nhưng chỉ
tạo ra 2 chế độ động cơ: Chế độ tốc độ thấp, sử dụng biên dạng cam nhỏ, trung bình và
chế độ tốc độ cao sử dụng biên dạng cam to. Ở chế độ tốc độ thấp, các xupap nạp được
dẫn động bởi hai biên dạng cam nhỏ và trung bình và sẽ được điều khiển độc lập bởi hai
cò mổ riêng biệt, còn biên dạng cam to này được dẫn động trực tiếp cần chữ T, cần này
19

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng
sẽ điều khiển cả thời gian và khoảng mở của cả hai xupap nạp khi động cơ chạy ở chế độ
tốc độ cao.

hình 2-11: Bố trí dẫn động xupap nạp
Khi động cơ chạy ở chế độ tốc độ thấp, cần chữ T vẫn kết nối với biên dạng cam to,
nhưng lúc này chỉ chuyển động tự do và không tiếp xúc với cò mổ của xupap nạp. Khi
đó vấu cam nhỏ và trung bình được dẫn động từ trục cam sẽ điều khiển khoảng nâng và
thời điểm mở thích hợp cho xupap nạp. Bên trong cò mổ có các piston được nén lại nhờ
các lò xo, khi đó cần T chỉ chuyển động tự do và không điều khiển các cò mổ. Ngoài ra,
việc sử dụng hai biên dạng cam khác nhau để mở xupap nạp khi ở chế độ tốc độ thấp
giúp tạo ra sự xoáy lốc cho dòng khí nạp đi vào bên trong xilanh,làm quá trình cháy ổn
định và giảm lượng khí thải.
20

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng


hình 2-12: Cấu trúc của hệ thống MIVEC







21

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng
CHƢƠNG 3: CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG MIVEC.

3.1 Các chế độ làm việc của hệ thống
3.1.1 Ở tốc độ thấp( dưới 3600 vòng/phút).
Khi động cơ hoạt động dưới 3600 vòng/phút. Ở chế độ này ECU không gởi tín hiệu
cung cấp dầu đến cho cả hai piston thủy lực do đó lò xo sẽ đẩy hai piston thủy lực đi
xuống không ăn khớp với cần chữ T, cần chữ T vẫn kết nối với biên dạng cam to, nhưng
lúc này chỉ chuyển động tự do và không tiếp xúc với cò mổ của xupap nạp. Lúc này hai
cò mổ chịu sự điều khiển của hai biên dạng cam nhỏ và trung bình( hai cam tốc độ thấp)
nên độ mở và thời gian mở của xupap nạp nhỏ lại làm giảm lượng hòa khí đưa đến
xylanh làm giảm tốc độ động cơ. Ngoài ra, việc sử dụng hai biên dạng cam khác nhau
(cam 3mm và cam 9mm) để mở xupap nạp khi ở chế độ tốc độ thấp giúp tạo ra sự xoáy
lốc cho dòng khí nạp đi vào bên trong xilanh, làm quá trình cháy ổn định và giảm lượng
khí thải.


Hình 3-1: Cam tốc độ nhỏ làm việc.

22

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng

Hình 3-2: Mạch dầu khi động cơ hoạt động ở tốc độ thấp.
Dầu động cơ được bơm lên trên hệ thống thủy lực của động cơ (dùng chung bơm dầu
của hệ thống bôi trơn).
Chế độ tốc độ thấp, van điều khiển áp lực dầu không hoạt động, Mivec không tác

dụng.


Hình 3-3: Độ nâng xupáp
Góc trùng điệp xú páp nạp và xú páp thải nhỏ, đường đặc tính cam nạp gồm đường
cam có biên dạng nâng thấp (3 mm) và cam có biên dạng nâng trung bình (9 mm).
Đáp ứng momen nhanh hơn ở chế độ tốc độ thấp.

23

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng
3.1.2 Ở tốc độ cao.
Khi động cơ hoạt động ở tốc độ trên 3600 vòng/phút.Ở chế độ này ECU sẽ điều
khiển mở van dầu cho dầu có áp suất cao đi vào phía trong piston thủy lực và đẩy nó đi
lên gài các cò mổ vào cần chữ T cam hành trình lớn làm việc, do được điều khiển bởi
biên dạng cam to (cam tốc độ cao) làm tăng thời gian mở xupap và độ mở của xupap
cũng tăng lên giúp cho lượng hòa khí được nạp vào nhiều hơn làm tăng tốc độ động cơ
và công suất của động cơ được tăng lên mức tối đa. Lúc này hai cò mổ chỉ chịu sự tác
dụng của cần T được điều khiển bởi biên dạng cam lớn (cam tốc độ cao) làm cho các
cam hành trình nhỏ không tham gia làm việc với xupáp.


Hình 3-4: Cam tốc độ lớn làm việc

24

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng

Hình 3-5: mạch dầu khi động cơ hoạc động ở tốc độ cao.
Dầu động cơ được bơm lên trên hệ thống thủy lực của động cơ (dung chung bơm dầu
của hệ thống bôi trơn).
Chế độ tốc độ cao, OCV nhận tín hiệu từ ECU động cơ, cảm biến tốc độ van OCV
mở, Mivec hoạt động.


Hình 3-6: đường đặc tính cam tốc độ cao.
25

Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc
Nguyễn Văn Tùng
Góc trùng điệp giữa xupap nạp và thải tăng lên, chỉ còn lại đường đặc tính cam nạp ở
biên dạng cam cao (10 mm).
Đáp ứng công suất cao hơn ở dãy tốc độ cao, khả năng tăng tốc tốt hơn.
Biểu đồ thể hiện công suất và mômen động cơ ở các chế độ hoạt động động cơ được
thể hiện như sau:

Hình 3-7: đường đặc tính công suất và mômen động cơ
Ở động cơ 4G69 lắp trên xe Grandis, khi tốc độ động cơ đạt khoảng 3600 (vòng/phút)