Đông cơ 4G69-hệ thống phu xăng ME-motronic

MỤC LỤC

1


1.

Giới thiệu chung về động cơ 4G69
Động cơ 4G69 là loại động cơ được trang bị trên xe du lịch đời mới Grandis
của hãng Mitsubishi. Với hệ thống nhiên liệu phun trực tiếp điều khiển bằng điện
tử MPI và hện thống kiểm soát khí thải động cơ 4G69 đã phần nào khắc phục
được những nhược điểm của động cơ xăng dùng bộ chế hòa khí.
Động cơ 4G69 được sản xuất năm 2002 và đưa vào thị trường Việt Nam để
trang bị trên xe Grandis vào năm 2005.
Thông số kỹ thuật của động cơ 4G69:
+ Công suất động cơ
+ Dung tích xylanh
+ Tỉ số nén
+ Đường kính xylanh
+ Hành trình pittong
+ Mô-men xoắn cực đại

Ne = 121KW
V = 2378 cm3
ɛ = 9,5
D = 87 mm
S = 100 mm
Me = 217 N.m
n = 4000 (vòng/phút)

Các cơ cấu và hệ thống chính trên động cơ :

•
•
•
•
•
•
•

Cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền – pittong
Cơ cấu phân phối khí
Thân máy , nắp máy
Hệ thống bôi trơn
Hệ thống làm mát
Hệ thống nhiên liệu
Hệ thống đánh lửa

1.1

ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CÁC CỤM CHI TIẾT CHÍNH CỦA
ĐỘNG CƠ 4G69
Cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền – pittong (Bộ phận chuyển

1.1.1

động)
1.1.1.1

Khuỷu trục :

5

6
2


1

2

3

4

Hình 1.1. Trục khuỷu
1-Đầu trục khuỷu; 2-Má khuỷu; 3-Chốt khuỷu;
4-Cổ trục;5-Đối trọng ; 6-Đuôi trục khuỷu
Trục khuỷu của động cơ có 5 cổ trục và 4 cổ biên, má khuỷu có dạng hình ôvan . Ngoài nhiệm vụ tiếp nhận lực của pittong thông qua thanh truyền , biến chuyển
động tịnh tiến thành chuyển động quay để đưa công suất ra ngoài , trên đầu trục
khuỷu có lắp đai ốc khởi động , puly dẫn động cho quạt gió , bơm nước , bộ phận
chắn dầu và các bánh răng phân phối ( trục cam ,…).
Đuôi trục khuỷu là nơi lắp bánh đà , còn được bố trí các bộ phận : vành chắn
dầu , ren hồi dầu và đệm chắn di chuyển dọc trục .
Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật của trục khuỷu động cơ 4G69
Thông số
Kích thước cổ trục (mm)
Kích thước cổ khuỷu (mm)
Khe hở làm việc giữa cổ trục và bạc lót
(mm)

Giá trị
∅56,982 -∅57,000

∅44,980 -∅45,000
0,02 - 0,04

3


Trục khuỷu của đông cơ được đúc liền 1 khối,vật liệu chế tạo bằng thép
cacbon,có độ bóng bề mặt cao đảm bảo trong quá trình làm việc,trục khuỷu chịu
các lực quán tính,lực khí thể,chịu va đập va rung xóc mạnh…
1.1.1.1

Thanh truyền :

Hình 1.2 Thanh truyền
1-Thân thanh truyền; 2-Bu lông thanh truyền;
3,4-Bạc lót; 5-Nắp đầu to;6-Đai óc;
Tiết diện thanh truyền có dạng hình chữ I , đầu nhỏ thanh truyền có dạng
hình trụ rỗng và được lắp tự do với chốt pittong có đường kính khoảng 22mm ,
có tác dụng chịu mài mòn lớn nên cần được chú ý bôi trơn , đầu to thanh truyền
được chia làm hai nửa được nối với nhau bằng bu-lông , mặt phẳng ghép vuông
góc với đường tâm trục thanh truyền . Đường kính của chốt khuỷu lắp với đầu to
thanh truyền có kích thước : 44,985 – 45,000mm. Bu-lông thanh truyền là loại
bu-lông chỉ chịu lực kéo , được gia công có độ chính xác cao để định vị , bạc lót
đầu to được chia thành 2 phần và được tráng lớp hợp kim để chịu mài mòn .
Thanh truyền có nhiệm vụ truyền lực từ pittong tới trục khuỷu , làm quay
trục khuỷu , khi động cơ làm việc thanh truyền chịu các lực tác dụng sau : Lực
khí thể trong xy-lanh ; Lực quán tính chuyển động tịnh tiến của nhóm pittong ;
4

Lực quán tính của thanh truyền . Thanh truyền của động cơ 4G69 được chế tạo
bằng thép hợp kim đặc biệt 40 XH .
1.1.1.1

Pittong :

Trong quá trình làm việc của động cơ , nhóm piston có nhiệm vụ chính sau:
Bảo đảm bao kín buồng cháy , giữ không cho khí cháy lọt xuống đáy dầu
caste và ngăn không cho dầu nhờn từ hộp trục khuỷu sục lên buồng cháy.
•
Tiếp nhận lực khí thể thông qua thanh truyền , truyền xuống trục khuỷu
làm quay trục khuỷu trong qua trình cháy và giãn nở ; nén khí trong quá trình
nén ; đẩy khí ra khỏi xy-lanh trong quá trình thải và hút khí nạp mới vào buồng
cháy trong quá trình nạp .
•

∅87

1
2
3
4

6

Φ
20
5

Hinh 1.3 Piston và xéc-măng

1- Piston ; 2,3- Xéc măng khí ; 4- Xéc măng dầu ; 5- Chốt piston
Trong quá trình làm việc của động cơ , piston chịu lực rất lớn , nhiệt độ rất
cao và ma sát mài mòn lớn , do lực khí thể , lực quán tính và do piston tiếp xúc
với sản phẩm cháy ở nhiệt độ cao , thiếu dầu bôi trơn gây nên ứng suất cơ học ,
ứng suất nhiệt và ăn mòn hóa học trong piston. Piston động cơ 4G69 được chế
tạo bằng hợp kim nhôm-silic SM 116. Nó có các ưu điểm như sau :
• Trọng lượng riêng nhỏ .
• Hệ số giãn nở nhỏ , hệ số dẫn nhiệt lớn.
• Chống được sự ăn mòn hóa học của khí cháy và chịu mài mòn ma sát tốt
trong điều kiện nhiệt độ cao và bôi trơn kém.
Nhóm piston gồm có : piston , chốt piston , xéc măng khí , xéc măng dầu
( các chi tiết được thể hiện ở hình 1.3 ) .
• Đỉnh piston : Đỉnh piston động cơ 4G69 là loại đỉnh được đúc lõm với mục
5


•

•

•

•

đích là để tạo sự xoáy lốc và để tạo hỗn hợp nhiên liệu và không khí tốt hơn.
Đầu piston : Làm nhiệm vụ bao kín buồng cháy . Trên bề mặt trụ ngoài của
piston có khoét 2 rãnh để lắp xéc măng khí và 1 rãnh lắp xéc măng dầu , ở
các rãnh lắp xéc măng dầu và ở dưới một tí người ta khoan các lỗ để dẫn dầu
vào bên trong piston.
Thân piston : Làm nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động trong xylanh

và chịu lực ngang N. Để khắc phục hiện tượng bó kẹt piston người ta tiện vát
bớt mặt thân piston ở phía 2 đầu bệ chốt.
Xéc măng : Được chế tạo bằng gang xám hợp kim , trên bề mặt ngoài ( mặt
lưng) xéc măng được mạ crôm để hạn chế mài mòn . Xéc măng khí số 2 có
vát rãnh trên bề mặt ngoài.
Chốt piston : Có dạng hình trụ rỗng , được chế tạo bằng thép . Chốt
pistonđược lắp tự do , các vòng hãm lắp trong bệ chốt piston giữ cho nó khỏi
dịch chuyển dọc trục , mối lắp giữa chốt piston và bệ chốt piston là mối lắp
lỏng , còn mỗi lắp giữa chốt và đầu nhỏ thanh truyền là lắp chặt.
Bảng 1.2. Thông số kỹ thuật nhóm piston động cơ 4G69

Thông số
Đường kính pittong (mm)
Chiều dài thân pittong (mm)
Khe hở miệng của xéc măng
- Xéc măng khí(mm)
- Xéc măng dầu(mm)
Khe hở giữa xéc măng và rãnh xéc măng (mm)

1.1.2

Giá trị
∅86,6 - ∅86.8
62

≤ 0,8
≤1
≤0,1

Nhóm thân máy – nắp máy (bộ phận cố định)

Thân máy và nắp máy là những chi tiết máy cố định , có khối lượng lớn và
kết cấu phức tạp của động cơ đốt trong . Hầu hết các cơ cấu và hệ thống của
động cơ đốt trong đều được lắp trên thân máy và nắp máy .
1.1.2.1
Nắp máy
Nắp xylanh là chi tiết đậy kín một đầu xylanh ở phía điểm chết trên. Nó là
nơi để lắp các bộ phận và cơ cấu khác như : bugi , cơ cấu xupap , trục cam ,…
Trong quá trình làm việc , nắp xylanh phải chịu các điều kiện rất xấu : chịu nhiệt
6


độ cao , áp suất lớn , ăn mòn hóa học nhiều. Ngoài ra khi lắp ráp , nắp xylanh
còn chịu ứng suất nén khi xiết chặt các bu-lông.
Động cơ 4G69 có mặt quy lát được đúc từ hợp kim nhôm - silic nhằm giảm
trọng lượng , tản nhiệt tốt và giảm khả nẳng kích nổ. Nắp máy được đúc chung
cho tất cả các xylanh để tang độ cứng vững , đường nạp và đường thải bố trí về
hai phía . Mặt quy lát được bắt chặt với các blốc động cơ bằng bu-lông và êcu
chịu lực được đậy phía trên khoang xylanh. Giữa blốc động cơ và nắp máy có 1
roăng làm kín bề mặt lắp ghép. Roăng làm kín xupap nạp có nhiệm vụ không cho
dầu bôi trơn chảy xuống buồng cháy . Dạng buồng cháy của động cơ là buồng
cháy hình chêm , có nhiều ưu điểm : gọn , có cường độ xoáy lốc thích hợp ( do
diện tích chèn khí giữa piston và nắp xylanh gây nên ). Mỗi mặt quy lát có một
xupap nạp và một xupap thải , chúng được nghiêng 1 góc 10o so với trục thẳng
đứng.
Trên quy lát có bệ đặt trục cam và giàn cò mổ để đóng mở các xupap. Tất cả
các bộ phận dẫn động xupap trên đỉnh nắp máy được bảo vệ bởi nắp đậy xupap
hay vỏ bọc nắp máy làm bằng kim loại ở giữa có một lớp chất dẻo để giảm tiếng
ồn.
1.1.2.2

Thân máy

Hình 1.4. Thân máy động cơ 4G69
Thân máy là nơi để gắn các xylanh cũng như là bể để đặt trên trục khuỷu ,
7


chứa các đường dầu bôi trơn động cơ ,… Phía trên thân máy gắn với nắp quy lát
bằng các bu-lông và eecu chịu lực , còn phía dưới gắn caste chứa dầu bôi trơn.
Trong quá trình làm việc , thân máy chịu lực khí thể rất lớn được truyền theo
nhiều kiểu khác nhau.
Thân máy của động cơ 4G69 là kiểu thân xylanh - hộp trục khuỷu được đúc
bằng gang xám. Với kết cấu này thì lực khí thể tác dụng lên nắp xylanh sẽ truyền
cho thân xylanh qua các gujông nắp xylanh. Các xylanh được đúc liền với vỏ
thân , mặt trong được gia công rất chính xác và mài bóng , chung quanh có nước
làm mát bao bọc. Kết cấu này có độ cứng vững tương đối lớn , nhẹ và đỡ tốn kim
loại. Ổ trục khuỷu được chia làm 2 nửa. Nửa trên được đúc liền với vách ngăn
gia cố của thân máy - hộp trục khuỷu. Nắp ổ trục lắp vào thân máy - hộp trục
khuỷu bằng 4 bu-lông.
Bảng 1.3. Thông số kỹ thuật nhóm thân máy , nắp máy động cơ 4G69
Thông số
Chiều dài thân bu-lông (mm)
Đường kính lỗ xupap nạp (mm)
Đường kính lỗ xupap thải (mm)
Chiều cao của nắp xylanh (mm)
Độ phẳng bề mặt lắp với nắp xylanh
cho phép (mm)
Chiều cao của thân máy
Đường kính trong của xylanh (mm)

Độ trụ của xylanh

1.2

Giá trị
99,4

∅ 35
∅ 33
120
≤ 0,05
284

∅ 87
0,01 hoặc nhỏ hơn

ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA
CÁC HỆ THỐNG TRONG ĐỘNG CƠ 4G69
1.2.1Hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát được thiết kế để giữ các chi tiết trong động cơ ở nhiệt độ
ổn định , thích hợp mọi điều kiện làm việc của động cơ. Động cơ 4G69 có hệ
thống làm mát bằng nước kiểu kín , tuần hoàn theo áp suất cưỡng bức trong đó
bơm nước tạo áp lực đẩy nước lưu thông vong quanh động cơ.
Hệ thống bao gồm : áo nước xylanh , nắp máy , két nước , bơm nước , van
hằng nhiệt , quạt gió và các đường ống dẫn nước.
8


Nếu nhiệt độ nước làm mát vượt quá nhiệt độ cho phép thì van hằng nhiệt

sẽ mở để lưu thông nước làm mát đi qua két nước để giải nhiệt bằng gió.
Hệ thống làm mát sử dụng nước làm mát có pha chất chống đông DIA
QUEEN SUPER LONG LIFE COOLANT hoặc loại tương đương . Giới hạn
nồng độ chất chống đông trong nước làm mát là 30 - 60%.

2

1

3
4

5

6
7
8

12
11
9

10

Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống làm mát
1- Ngăn trên; 2- Nắp két; 3- Van hằng nhiệt; 4- Nhiệt kế; 5- Áo nước;
6-Màn che; 7- Dàn ống tỏa nhiệt; 8- Đường ống hồi nước khi nhiệt độ thấp; 9- Nắp áo
nước; 10- Bơm nước; 11- Quạt gió làm mát; 12- Puly dẫn động quạt gió
Két làm mát lắp trên phía đầu xe , két làm mát có đường nước vào từ van
hằng nhiệt (3) và có đường nước ra đến bơm (10) , trên két nước có các dàn ống

dẫn nước gắn cánh tản nhiệt. Cánh tản nhiệt có nếp gấp theo hướng lưu thông đi
xuống. Bơm nước kiểu ly tâm (10) được dẫn động bằng dây đai từ trục khuỷu.
Quạt gió (11) được chạy bằng động cơ điện do nguồn điện ắc-qui cung cấp.
Thùng chứa nước dùng để chứa nước tràn ra từ hệ thống làm mát do bị hâm nóng
khi động cơ làm việc và để kiểm tra mức nước khi động cơ làm việc. Van hằng
nhiệt (3) đóng khi nhiệt độ nhỏ hơn 820C và bắt đầu mở ở nhiệt độ 950C. Áp suất
mở van áp suất cao là 93 - 123 Kpa.
9


Quạt gió hoạt động dựa vào tín hiệu đầu vào A/C , cảm biến nhiệt độ nước
làm mát và cảm biến tốc độ trục ra để điểu khiển tốc độ của motor quạt gió tản
nhiệt và motor quạt condenser. ECU điều khiển bộ điều khiển quạt gió để kích
hoạt motor quạt gió tản nhiệt và motor quạt condenser.

1.2.2Hệ thống bôi trơn
Hệ thống bôi trơn động cơ 4G69 là hệ thống bôi trơn kiểu cưỡng bức để
đưa dầu đi bôi trơn các bề mặt ma sát và làm mát các chi tiết. Dầu bôi trơn được
lọc toàn phần.
Hệ thống bôi trơn gồm: bơm dầu, lọc dầu, caste dầu và đường ống dẫn dầu.
Dầu bôi trơn được sử dụng trong động cơ là loại SE hoặc cao hơn theo tiêu
chuẩn phân loại API.
7

8

9

1

6

5

4

3

2

Hình 1.6. Sơ đồ hệ thống bôi trơn động cơ 4G69
1-Bơm dầu bôi trơn; 2-Caste; 3-Bình tích năng; 4-Bầu lọc chính; 5-Trục khuỷu;
6-Đường dầu chính; 7-Trục cam; 8-Giàn đòn bẩy xupap; 9-Bầu lọc nhánh.
10


Dầu từ caste (2) được hút bằng bơm (1) qua bầu lọc (4) vào đường dầu dọc
trong thân máy (6) vào trục khuỷu (5) lên trục cam (7) , từ trục khuỷu tiếp theo
dẫn vào các bạc thanh truyền theo lỗ phun lên vách xylanh , từ trục cam vào các
bạc trục cam rồi theo các đường dẫn tự chảy xuống caste.

Hình 1.7 Bơm dầu bôi trơn
1-Vỏ nắp; 2- Nắp; 3- Vỏ bơm; 4- Bánh bơm trục phụ; 5- Bánh bơm trục dẫn;
6- Bạc đỡ; 7- Bánh răng dẫn động; 8- Vòng ép; a- Đường dầu ra; b- Đường dầu vào.
Bơm dầu bôi trơn là một bơm bánh răng. Nó được dẫn động bởi một trục
lắp ở chính tâm. Vỏ bơm (3) được làm kín bằng một nắp đậy. Trên nắp đậy có
lắp mặt bích. Trong vỏ bơm có bố trí các bánh bơm (4) và (5). Trục của các bánh
bơm được đặt trong các bạc đỡ (6) , trong vỏ bơm (3) và nắp (2). Bạc được bôi
trơn bằng dầu có áp lực do bơm cung cấp. Bánh răng dẫn động (7) được bắt chặt
với vòng ép bằng bu-lông lên phần côn của trục dẫn động. Khi các bánh răng

quay sẽ tạo ra áp lực thấp ở phía đầu hút. Dầu bôi trơn nhờ đó được đưa vào
bơm, chảy qua giũa các bánh răng và được chuyển tới đầu đẩy của bơm.
Áp suất do bơm cung cấp : Khi chảy cầm chừng : 29 Kpa hoặc hơn , khi ở
tốc độ 3500 vòng/phút : 294 - 686 Kpa.
11


Lọc dầu kiểu toàn phần : lõi lọc bằng giấy , lọc được thay khi ô tô chạy
khoảng 10000 km.

2.

Cơ cấu phân phối khí điều khiển điện tử
Cơ cấu phân phối khí trên động cơ 4G69 là loại cơ cấu phân phối khí dùng
xupap. Phương án bố trí là bố trí xupap treo có nhiều ưu điểm : buồng cháy nhỏ
gọn , diện tích truyền nhiệt nhỏ nên giảm tổn thất nhiệt; dạng đường nạp thanh
thoát nên giảm sức cản khí động tang tiết diện lưu thông dòng khí nên tăng hệ số
nạp. Tuy nhiên nhược điểm của phương án này là phức tạp , khó chế tạo và tăng
chiều cao động cơ. Các cò mổ được dẫn động bởi một trục cam đặt trên nắp máy
( loại SOHC ). Động cơ 4G69 sử dụng 2 xupap nạp và 2 xupap thải cho mỗi
xylanh. Để đảm bảo cho buông cháy được nhỏ gọn, xupap được bố trí nghiêng về
hai phía. Đế xupap nạp lớn hơn đế xupap thải để ưu tiên việc nạp đẩy cho động cơ.
Xupap nạp và thải trong động cơ là loại xupap có nấm bằng có cấu tạo đơn giản ,
dễ chế tạo. Xupap nạp và xupap thải được dẫn động từ cam nạp và cam thải thông
qua các mổ. Khe hở nhiệt điều chỉnh nhờ vít điều chỉnh trên đầu cò mổ.
Bộ dẫn động dây đai truyền chuyển động từ bánh răng đầu trục khuỷu qua dây
đai lên bánh răng đầu trục cam và bánh răng dẫn động bơm dầu. Đai được căng nhờ
một puly đệm và một puly căng đai. Loại đai được dùng ở đây là đai răng.
Trục cam dùng để dẫn động xupap đóng mở theo quy luật nhất định. Trục cam
động cơ 4G69 gồm : các cam thải , cam nạp và các cổ trục được đúc liền bằng thép

hợp kim có thành phần cacbon thấp 15 X.
A

B

C

D

D

A

B

C

D

D

Hình 2.1 Cấu tạo trục cam
A , B - Cam nạp cấp tốc độ thấp; C - Cam nạp cấp tốc cấp độ cao; D - Cam thải
Các cam nạp và cam thải được bố trí trên cùng 1 trục và theo vị trí của các
xupap. Trên mỗi đoạn trục cam dùng dẫn động các xupap của một xylanh ( giữa 2
cổ trục ) có 3 cam nạp và 2 cam thải. Trong đó có 2 cam nạp dùng để dẫn động 2
xupap nạp khi động cơ chạy ở tốc độ thấp và 1 cam nạp dẫn động chung 2 xupap
12

nạp khi động cơ chạy ở tốc độ cao. Kích thước của cam chế tạo liền trục nhỏ hơn
đường kính cổ trục vì trục cam được lắp theo kiểu đúc luồn qua các cổ trục trên
thân máy.
Đòn bẩy là chi tiết truyền lực trung gian, một đầu tiếp xúc trực tiếp với cam 1
đầu tiếp xúc với đuôi xupap. Khi trục cam nâng một đầu của đòn bẩy đi lên , đầu
kia của đòn bẩy nén lò xò xupap xuống và mở xupap. Do đó xupap đóng mở đúng
theo pha phân phối khí .
1
6
2
5
4

3

Hình 1.7. Sơ đồ dẫn động trục cam
1-Bánh răng trục cam; 2-Puly đệm; 3-Bánh răng dẫn động bơm dầu; 4-Bánh răng đầu
trục khuỷu; 5-Puly căng đai; 6-Dây đai
Bảng 1.4. Thông số kỹ thuật cơ cấu phân phối khí động cơ 4G69
13


Chiều cao xupap thải (mm)
Đường kính của thân xupap (mm)
Khe hở giữa ống dẫn hướng và thân
xupap nạp (mm)
Khe hở giữa ống dẫn hướng và thân
xupap thải (mm)
Đường kính đế xupap nạp (mm)
Đường kính đế xupap thải (mm)

Góc nghiêng bề mặt xupap

113,54
∅6
0,02 - 0,1
0,04 - 0,15
∅ 35
∅ 33
43,50 - 440

2.1 CÔNG NGHỆ MIVEC
2.1.1

Giới thiệu

Hình 2.1 Tổng quan về MIVEC
14


MIVEC (Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control system) là
tên viết tắt của công nghệ động cơvới xupáp nạp biến thiên được phát triển bởi
hãng Mitsubishi. Cũng tương tự như các hệ thống với xupáp nạp biến thiên được
đề cập kỳ trước, hệ thống này cũng có khả năng thay đổi hành trình hoặc thời
gian đóng mở các xupáp bằng cách sử dụng hai loại vấu cam khác nhau. Ở dải
tốc độ thấp, vấu cam nhỏ dẫn động các xupáp, động cơ hoạt động ở trạng thái
không tải ổn định, lượng khí thải giảm và mômen xoắn tăng lên ở tốc độ thấp.
Khi vấu cam lớn được kích hoạt, tốc độ tăng lên, các xupáp được mở rộng hơn
và thời gian mở xupáp tăng lên. Bởi vậy làm tăng lượng khí nạp trong buồng
cháy, công suất và mômen xoắn tăng, dải tốc độ động cơ được mở rộng.
MIVECđượcMitsubishigiớithiệulầnđầutiênvàonăm1992trênđộngcơ

4G92,dungtích1597cc,DOHCkhôngtăngáp,4xilanh thẳnghàng,mỗixilanh gồmhai
supapnạp và hai supapxả.

Hình 2.2 Động cơ 4G92 đầu tiên của Mitsubishi sử dụng công nghệ MIVEC
Thếhệ công nghệnàyra đời với tên gọi “Mitsubishi
InnovativeValvetimingElectronicControl”.Chiếc xeđầutiênsửdụngcôngnghệnàylà
chiếcHatchbackMitsubishiMiragevàchiếcSedanMitsubishiLancer.Trongkhimột
độngcơ4G92thôngthườngsinhracôngsuất145mãlựcởtốcđộ7000vòng/phútthì
mộtđộngcơđượctrangbịcôngnghệMIVECcóthểsinhratới175mãlựcởvòngtua
7500vòng/phút.Mộtsốcáccảitiếnvềcôngnghệkháccũngđượcứngdụngkhicông
15


nghệnày đượcápdụngrộngrãivàonăm1994trênxeMitsubishiFTO.Mặcdùvậy các
thiếtkếmớinhằmnângcaohiệusuấtvẫnphảiđảmbảotínhtiếtkiệm nhiênliệuvàgiảm
ônhiễmkhíthảiởdòngxeMitsubishi.

Hình2.3:XehatchbackMitsubishiMirage

Hình2.4:XesedanMitsubishiLancer

Đâylàmột trongnhữngcôngnghệđầu tiên trongcácgiải phápnhằmnângcao
công suấtvàbảovệmôi trườngbằngcáchtácđộngvàohệthống nạpnhiênliễuvàcông
nghệnàyhiệnnayvậnđượcứngdụng.Trênthịtrườngôtôviệtnamhiệnnay,hãng
MitsubishiứngdụngcôngnghệMivectrênxeGRANDIS2.4.

16


Hình 2.5 & 2.6. Động cơ MIVEC

17


Chứcnăng:
•

•

•

Dolượnghòakhícầnởmộithờiđiểm làmviệccủađộngcơkhác
nhaumà3thôngsốthờiđiểm,độnângvàthờigianmởcủacácsupapởtốcđộthấpvàtốc
độcaorấtkhácnhau.
Đốivớiđộngcơcổđiểnthìcôngsuấtvàmô-menxoắncựcđạiở
tốcđộnàocủaxethìphụthuộcvàođiềukiệnsửdụng củaxeđó. Nếuđặtđiềukiệnhoạt
độngtốiưucủa cácsupapởtốc độthấpthì quátrìnhđốtnhiênliệulại khônghiệu
quảkhi
độngcơởtrạngtháitốcđộcao,khiếncôngsuấtchungcủađộngcơbịgiớihạn.Ngược
lại,nếuđặtđiềukiện tốiưuởsốtốcđộcaothìđộngcơlạihoạtđộngkhông tốtởtốcđộ
thấp.
Từnhững hạnchếđó,thìcơcấuphốikhíhiệnđạirađờivớiýtưởnglàtìm cáchtác động
đểthời điểmmởvan,độmởvàkhoảngthờigianmởbiếnthiên theotừngvòngtua
khácnhausaochochúngmởđúnglúc,khoảngmởvàthờigianmởđủđểlấyđầyhòakhí
vàobuồngđốt.

2.1.2

Ưu điểm của công nghệ MIVEC
Nâng cao tính kinh tế nhiên liệu. Quá trình phân phối khí được tính toán và

điểu khiển một cách tối ưu theo chế độ hoạt động của ô tô. Lượng hỗn hợp khí
được đưa vào xylanh rất phù hợp, đảm bảo nhiên liệu được nạp đầy và thải sạch,
hạn chế tối đa lượng nhiên liệu dư thừa quay trở lại đường nạp cũng như khí sót
thải ra môi trường.
Tăng cường khả năng tăng tốc. Hệ thống có khả năng thích ứng và phản
ứng nhanh với điều kiện hoạt động của động cơ, cung cấp nhanh chóng lượng
khí nạp có mật độ cao giúp cho quá trình tăng tốc diễn ra nhanh hơn.
Tăng công suất động cơ. Khi động cơ cần công suất lớn, xupap nạp được
điều chỉnh mở sớm hơn và lớn hơn làm tăng lượng khí nạp, giúp tăng công suất
đầu ra của động cơ. Đồng thời xupap thải cũng được điều khiển để mở sớm
nhằm thải sạch khí thải, tăng them mật độ của khí nạp.
Giảm lượng khí xả độc hại. Thời gian đóng mở xupap nạp được tối ưu hóa
ngay từ khi khởi động, lượng nhiên liệu được cung cấp phù hợp cho các quá
trình hoạt động với số vòng quay trung bình, vòng quay lớn, quá trình tăng tốc,
tải lớn ,… cho nên sản phẩm cháy “ sạch “ hơn so với động cơ thông thường,
lượng khí cacbondioxit được giảm xuống nhờ hỗn hợp cháy hoàn toàn, giảm
lượng khí độc ( CO2 , NO, HC ) thải ra môi trường.

18


2.1.3

Cấu tạo chung của hệ thống

Gồm các chi tiết chính : Trục cam , cò mổ , lò xo xupap , ống dẫn hướng
xupap , xupap , đế xupap , các cảm biến ( cảm biến tốc độ động cơ, cảm biến vị
trí bướm ga ).

19

Hình 2.7 Cấu trúc của hệ thống MIVEC

Hình 2.8 Các chi tiết trong hệ thống
Trục cam:

Hình 2.9 Trục cam

20


Trong quá trình làm việc, các bề mặt của trục cam chịu ma sat và mài mòn
rất lớn.
Trục cam bao gồm các phần : cam nạp, cam thải và các ổ trục. Đặc điểm
nổi bật của trục camtronghệthốnglàbốtrítrêntrụccam với3biêndạngcam
cokíchthƣớc
khácnhau.Biêndạngcam
lớn(10mm)nhất
đặtởgiữavàhaibiêndạngcamnhỏ (3mm) vàtrungbình(9 mm)đặtởhaibên.

Hình 2.10 Trục cam
Chứcnăng:Dùngđểđiềukhiểnviệcđóngmởcácsupaptheođúngthứtự
làmviệccủacácxylanh,chếđộMIVECđượckíchhoạtđểchuyểnsangvấucamtốcđộ
caokhitốc độđộngcơtăngvàchuyểnsangvấucamtốcđộthấpkhitốcđộđộngcơgiảm.
Cò mổ:
Khilàmviệccò
mổchịulựctácdụngcủacácvấucamvàphảnlựccủalòxosupap.Chịumài mònvà
nhiệtđộcao.
Còmổcủacôngnghệmiveccókếtcấuđặcbiệt.Trêncòmổcóthêmcần chữ

Tđểđiềukhiểnsupapkhiđộngcơchạyởtốcđộcaohaytảinặng.Xylanh vàpiston đểliên
kếthoặctách rờicần chữ Tvớicòmổnhằmchuyểnđổivấu camcho phù hợp với
từngchếđộlàmviệccủađộngcơ.

21


Hình 2.11 & 2.12 Cò mổ
Hoạt động của pittong :
Khiđộngcơhoạt độngởtốcđộthấp(tốcđộđộngcơnhỏhơn3600v/p). Bên trong
còmổcócácpistonđượcnénlạinhờcáclòxo,khiđócầnTchỉchuyển độngtựdovà
khôngđiềukhiểncáccò mổ.
Khiđộngcơhoạtđôngởtốcđộcaohaytảinặng(tốcđộđộngcơlớnhơn3600v/p),
ECUsẽđiềukhiểnmởvandầulàmtăngápsuấtdầutớipiston, khiếnchopistonđược
nânglênvàtiếpxúcvớicầnchữT,khiđóbiêndạngcam lớnthôngquacầnchữTtác
độngvàocả haicòmổvà
điềukhiểnđóngmởsupapnạp,vôhiệuhóahoạtđộngcủa2gốicamnhỏvà trungbình.
Supap:
Trongquátrìnhlàmviệc,supapcónhiệmvũđóngmởcáclỗnạpvàlỗ
thảitheođúngthờiđiểmquyđịnh.Hìnhthànhquyluậtphânphốikhítrênđộngcơ.Trongkhit
hựchiệnquátrìnhđóngmở, mặtnấmsupapchịutảitrọngva
đập,lựckhíthểvàtảitrọngnhiệtđộrấtlớnvàbịănmònhóahọc.Ngoàirasupapcònphảichiuc
áctácdụngcủalựcxiênkhicò mổtácdụnglênsupap.
Cấutạo:Supapcó cấutạogồm3phần:Nấmsupap,thânsupap,đuôisupap.
Cáccảmbiến(cảmbiếnvịtrítrụckhuỷu,cảmbiếnvịtrítrụccam,cảmbiến
nhiệtđộnướclàm mát,cảmbiến vịtríbướmga,cảmbiến lưu lượngkhínạp…)cónhiệm
vụcungcấp cácthôngtinvềtình trạnglàmviệccủa độngcơchoECUđểECUxử lý,xác
địnhtìnhtrạnglàmviệcvàtốcđộcủađộngcơđểquađóđiềukhiển sựhoạtđộngcủa Mivec.
22

2.1

Nguyên lý làm việc

2.2.1Sơ đồ khối tổng quát
Khiđộngcơlàmviệc,ECU củađộng cơnhận tínhhiệutừcáccảmbiến(Cảm
biến tốcđộđộngcơ,cảmbiếnlƣulƣợngkhínạp,cảmbiếnvịtríbướmga,cảmbiếntrục
cam...)vàxửlý tínhhiệuđểđiềukhiểnhoạtđộngcủavanđiềukhiểnápsuấtdầuOCV.

Hình2.13SơđồkhốichứcnăngcủahệthốngMivec

23


Hình 2.14HoạtđộngcủavanOCV

2.2.2Nguyên lý hoạt động
2.2.2.1

Khi động cơ hoạt động ở tốc độ thấp (<3600 vòng/phút)
Khiđộngcơchạyởchếđộtốcđộthấp,ECUkhôngđiềukhiểnmởvandầu,
Miveckhônghoạtđộng. Bên trongcòmổcócácpiston
đượcnénlạinhờcáclòxo,cầnchữTvẫnkếtnốivớibiêndạngcam to,nhưnglúcnày chỉ
chuyển độngtựdovàkhôngtiếpxúcvớicòmổcủasupapnạp.Khiđóvấucam nhỏvà
trungbìnhđượcdẫnđộngtừtrụccamsẽđiềukhiểnkhoảng nângvàthờiđiểmmởthích
hợp cho supapnạp.Sựkhácnhautrongđộnâng supaphút, haivấu camtốcđộthấp
3mm và9mmdẫnđộngcácsupap.Tuycảhaisupapđềumởnhưngmộtsupapmởvớihành
trìnhnhỏ(3mm)đểhòakhíkhông đọnglạitrênđườngốnghútvàmộtsupapmởlớnhơn
(9mm)làmhòakhívàoxylanhhầunhưquađâyđiềunàytạođượclốcxoáymạnhgiúp

hòakhíđềuhơn.Ngoàira,việcsửdụnghaibiên dạngcamkhácnhauđể
mởsupapnạpkhiởchếđộtốcđộthấpgiúptạorasựxoáylốccho
dòngkhínạpđivàobêntrongxilanh,làmquátrìnhcháyổnđịnhvà giảmlượngkhíthải.

Hình 2.15. Cam tốc độ thấp làm việc

24


Hình 2.16 Mạch dầu khi động cơ làm việc ở tốc độ thấp.
Dầuđộngcơđượcbơmlêntrênhệthốngthủylựccủa độngcơ(dùngchungbơm
dầucủahệthốngbôitrơn).

Hình 2.17Hành trình xupap
Góc trùng điệp xupap nạp và xupap 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 mô-men nhanh hơn ở chế độ tốc độ thấp

25