he thong phan phoi KHI

MỤC LỤC

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
1.1 Nhiệm vụ :................................................................................
1.2 Yêu cầu :...................................................................................
1.3 Phân loại cơ cấu phân phối khí của động cơ đốt trong .......
1.4 Một số hệ thống phân phối khí ở động cơ đốt trong …….
CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU CÁC CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ THÔNG
MINH.
2.1 Giới thiệu sơ lựơc :
2.2 Hệ thống phối khí VVT-I :
2.2.1 Lịch sử hình thành hệ thống phân phối khí VVT..............................
2.2.2 Cấu tạo : ..........................................................................................
2.2.3Nguyên lý hoạt động. .........................................................................
2.2.4 Trục cam và hệ thống phối khí thông minh (VVT-i):........................
2.3 Công nghệ VVTL-I của HONDA .........................................
2.3.1 Cấu tạo ............................................................................................
2.3.2 Nguyên lý hoạt động:........................................................................
2.4 Cấu tạo và hoạt động của hệ thống VTEC (VARYABLE
VALVE TIMING AND LIFT ELECTRONIC CONTROL )
công nghệ VTEC của HONDA :................................................
2.4.1 Cấu tạo................................................................................................
2.4.2 Nguyên lý hoạt dộng ..........................................................................
2.5 Tìm hiểu MVEC trên xe MISUBISHI :...............................
2.5.1 Cấu tạo.............................................................................................
2.5.2 Nguyên lý hoạt động. ........................................................................
2.6 Cơ cấu VARIO CAM PLUS của hang PORSCHE :
2.6.1 Cấu tạo:............................................................................................

2.6.2 Nguyên lý hoạt động :. .....................................................................
2.7 Cơ cấu EMVT : Điều khiển xuppap bằng điện : ..................
2.8 Cơ cấu EVHS : điện _ thủy lực : ...........................................
CHƯƠNG III : CÁC HƯ HỎNG , PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA VÀ SỬA
CHỬA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ .
3.1 Hư hỏng của cơ cấu phối khí thường do 2 nguyên nhân :
Xu páp đóng không kín và Xu páp làm việc có tiếng go :.........
3.2 Các hư hổng của các bộ phận tay dổi hành trình xupap :
3.3 Phưong pháp kiểm tra hư hổng và cơ cấư phân phối khí :
3.4 Kiểm tra cảm biến : ................................................................


CHƯƠNG I :
GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ CỦA ĐỘNG CƠ
ĐỐT TRONG .
 1.1 Nhiệm vụ :
Hệ thống phân phối khí có nhiệm vụ thực hiện quá trình thay đổi khí.thải
sạch khí ra khỏi xylanh và nạp dầy hỗn hợp hoặc khí mới vào xylanh để động cơ
làm việc liên tục.
 1.2 Yêu cầu :
Đảm bảo thải sạch và nạp đầy.
Các xupap phải đống mở đúng theo thời điểm quy định.
Độ mở phải lớn để dòng khí dể lưa thông.
Cá c xupap phải kín khít , tránh lọt khí trong quá trình nén va giản nở.
Hệ thống phải làm việc êm dịu, tin cậy công chi phí thấp.
Yêu cầu đối vói hệ thống nạp:
Các đường dẫn khí phải được thiết kế đặc biệt để điền khiển lưu lượng , tốc
độ và chiều dẫn không khí tốt nhất.
Cung cấp không khí để quét .
Cung cấp khí sạch cho từng xylanh theo yêu cầu cháy hoàn hảo.

Giảm tiếng ồn dòng khí lưu động.
Sáy nóng hỗn hợp khí _nhiên liệu đi vào các xylanh
Yêu cầu đối vói hệ thống xả:
Dẫn khí xả của động cơ ra ngoài không khí và giảm tiến ồn .
Lộc và tiêu hủy khí xả độc .
 1.3 Phân loại cơ cấu phân phối khí của động cơ đốt trong :
1) Cơ cấu phân phối khí dùng cam – xupap .
2) Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt.
3) Cơ cấu dùng piston đóng mở cửa nạp và cửa xả cửa dộng cơ 2 kỳ.
4) Cơ cấu phân phối khí dùng bộ phận điều khiển điện tử (ECM) tín hiệu
đến cuộn solenoid ,các cuộn solenoid điện có nhiệm vụ mở các xupap.


Động cơ Diezen sử dụng cơ cấu xupap treo vì dung tích buồn cháy và tỉ số
nén cao .
Động cơ xăng có thể dùng xupap treo hay đặt.
Ngày nay thường dùng cơ cấu xupap treo vì cơ cấu này có nhiều ưa điểm
hơn so với dùng xupap đặt. Cuấ tạo làm cho buồn cháy gọn, đây là điều kiện
tiên quyết để có tỷ số nén cao và giảm khả năng kích nổ cưa động cơ xăng.các
dòng khí lưu thông ít bị ngoặc tổn thất nhỏ tạo điều kiện cho việc thải sạch và
nạp đầy hơn.
 1.4 Một số hệ thống phân phối khí ở động cơ đốt trong
Cơ cấu phân phối khí dùng để thực hiện quá trình thay 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.
 1. Cơ cấu phân phối khí có xu páp treo:

Hình 1.1 Cơ cấu phân phối khí có xupáp treo.
Cơ cấu phân phối khí có xu páp treo (Hình 1), các xupáp được bố trí ở phía
trên của nắp máy. Hệ thống nạp xả này được dùng hầu hết trong động cơ diesel

và động cơ cơ xăng có tỷ số nén cao. Cơ cấu xupáp treo gồm:


trục cam, con đội, đũa đẩy, đòn gánh, lò xo, ống đẫn hướng và đế xupáp.
Đối với cơ cấu xupáp treo có trục cam đặt ở phía trên nắp máy. Thì có thể không
có đũa đẩy mà thay vào đó là xích hoặc bánh răng. Và có thể có hoặc không có
đòn gánh.
Khi trục cam quay, cam sẽ truyền chuyển động tịnh tiến cho con đội làm
cho đũa đẩy chuyển động tịnh tiến do đó làm cho đòn gánh quay quanh trục đòn
gánh. Đầu đòn gánh sẽ đè lên đuôi xupáp làm cho xupáp chuyển động tịnh tiến
đi xuống mở cửa nạp và xả để thực hiện quá trình trao đổi khí. Vào lúc cam
không đôi con đội thì lò xo xupáp sẽ giãn ra, làm cho xupáp chuyển động đi lên
đóng cửa nạp và xả lại để thực hiện quá trình nén, cháy, giãn nở và sinh công. Ở
tư thế này, lúc máy còn nguội, giữa đầu đòn gánh và đuôi xupáp sẽ có khe hở,
gọi là “khe hở nhiệt”. Nhờ nó, khi máy làm việc, do nóng lên, xupáp có giãn nở,
buồng đốt cũng không bị hởn hiệt.
 2.Cơ cấu phân phối khí có xu páp đứng (xupáp đặt):

Hình1. 2. Cơ cấu phân phối khí có xu páp đứng.
1 –đế xupap; 2 – xupap; 3- ống dẫn huớng xupap; 4 – lò xo xupap;


5 – móng hãm hình côn; 6 – đĩa chặn lò xo; 7 – bulông điều chỉnh;
8 – đai ốc hãm;9 – con đội; 10 – trục cam.
Cơ cấu phân phối khí có xupáp đứng trình bầy trên (Hình 1.2), loại này
thường dùng ở máy xăng. Ở đây không có đũa đẩy, đòn gánh, con đội 9 trực tiếp
truyền động cho xupap 2. Thay đổi chiều cao tuyệt đối của con đội bằng bu lông
7 và ốc hãm 8 sẽ điều chỉnh được khe hở nhiệt. Loại hệ thống nạp xả có xupáp
đứng này làm tăng diện tích buồng đốt nhưng ít chi tiết hơn so với loại xupáp
treo do đó độ tin cậy khi làm việc của loại này cao hơn hệ thống nạp xả có

xupáp treo. Và an toàn hơn loại xupáp treo, vì giả sử móng hãm xupáp có tuột
ra, xupáp cung không rơi vào xylanh, không gây hư hỏngcho piston, xy lanh đặc
biệt khi khi động cơ đang làm việc.
 3. Cơ cấu phân phối khí có trục cam truyền động trực tiếp cho xupáp:

Hình 1.3. Cơ cấu phân phối khí có xupáp treo, trục cam đặt trên nắp xupáp.
1–xupáp xả; 2–lò xo xupáp; 3–trục cam; 4–đĩa tựa; 5–bulông điều chỉnh;
6–thân xupáp rỗng; 7–vành tựa; 8–mặt trụ; 9–đĩa tựa lò xo;
Cơ cấu phân phối khí có trục cam truyền động trực tiếp cho xupáp thể
hiện trên hình vẽ (Hình 1.3). khi trục cam đặt trên nắp xylanh, và cam trực tiếp
điều khiển việc đóng, mở xupáp, không qua con đội, đũa đẩy, đòn gánh…… Tuy
nhiên hệ trục và hai cặp bánh răng côn có phức tạp, chế tạo khó, nhưng nó có ưu


điểm là làm việc êm hơn, ít gây tiếng ồn. Bởi vì cơ cấu này không có chi tiết làm
việc theo chuyển động tịnh tiến có điểm dừng như trường hợp có đòn gánh và
đũa đẩy. Loại này có xupáp rỗng, ghép. Bulông 5 giúp ta điều chỉnh chiều dài
xupáp, sẽ cho phép điều chỉnh khe hở nhiệt (giữ mặt tựa của cam và đuôi
xupáp). Tuy nhiên, đối với xupáp xả thường làm việc ở nhiệt độ tới (300 –
400)0C. vì vậy các đường ren dễ bị kẹt do han rỉ, điều chỉnh bu lông 5 rất
khó. Lò xo xupáp ở đây có hai chiếc có độ cứng khác nhau, chiều quấn nguợc
nhau và có chiều dài bằng nhau. Nhờ vậy tránh được sự cộng hưởng nên bền lâu
hơn. Với máy nhỏ đôi khi người ta đúc liền một khối, như vậy không điều chỉnh
được khe hở nhiệt. Trong trường hợp này, nhà chế tạo để khe hở nhiệt lớn một
chút, khi mòn càng lớn hơn, nên có thể có tiếng gõ khi máy làm việc, nhưng cấu
tạo đơn giản, àm việc an toàn.
 4 Cơ cấu phân phối khí có trục cam đặt trên nắp xylanh nhưng vẫn có
đòn gánh:

Hình 1.4 .Sơ đồ cơ cấu phân phối khí có trục cam đặt trên nắp xylanh

nhưng vẫn có đòn gánh.
Cơ cấu phân phối khí có trục cam đặt trên nắp xylanh nhưng vẫn có đòn
gánh được thể hiện trên hình vẽ (Hình 4). Trục cam đặt trên nắp xylanh, nhưng
cam không trực tiếp tỳ vào xupáp mà thông qua đòn gánh số. Chuyển động từ


trục khuỷu cho trục cam bằng xích. Điều chỉnh khe hở nhiệt được thực hiện nhờ
vít điều chỉnh và ốc hãm ở đầu đòn gánh.
 5.Cơ cấu phân phối khí 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 đông của động cỏ, 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 cả 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 đông cơ
bao gồm điều khiển phun nhiên liệu, điều khiển đánh lửa, điều khiển góc phối
cam, điều khiển ra tự động.


Hình1. 5 : Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển lập trình

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 piston 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 chân không thấp ngăn cản tác động của sự hút vào và bơm
vào của những piston, 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.
Cơ cấu phối khí trục cam trên đỉnh

Hình 1.7 : Phối khí trục cam trên đỉnh, trong DOHC.
Cơ cấu phối khí trục cam trên đỉnh là thuật ngữ trong nghệ ô để chỉ cơ cấu điều
hành sự chuyển động của các trong động cơ ô tô, nhờ vào các đặt trên đỉnh động
cơ.Có một số cơ cấu thông dụng như SOHC, DOHC,...SOHC

Hình 1.8 : Cơ cấu SOHC
Một cơ cấu SOHC SOHC (viết tắt cho từ Single Over Head Camshaft)
dùng để chỉ cơ cấu phối khí một trục cam trên đỉnh. Trong cơ cấu này, được bố
trí trong cụm đầu xylanh (trên đỉnh piston), được dẫn động bởi xích cam và điều
khiển xupap thông qua .
Ưu điểm của cơ cấu là do giảm nhiều chi tiết dẫn động nên nó hoạt động
ổn định hơn, ngay cả ở tốc độ cao.
Tuy nhiên cơ cấu này cũng có nhược điểm là khả năng đáp ứng của xupap
không nhanh bằng cơ cấu DOHC.


Hình 1.9 : Cơ cấu DOHC
Cơ cấu DOHC của một động cơ của OHC (viết tắt cho từ tiếng Anh
Double Over Head Camshaft) dùng để chỉ cơ cấu phối khí hai trục cam trên
đỉnh. Trong cơ cấu này, xupap nạp và xupap xả được điều khiển bởi hai trục cam
riêng biệt. Có 2 loại cơ cấu phối khí hai trục cam: loại có sử dụng cò mổ và loại
không sử dụng cò mổ.
Cơ cấu DOHC cho phép thiết kế dạng buồng đốt ưu việt hơn loại SOHC.
Khả năng đáp ứng và hoạt động của xupap cũng nhanh hơn và chính xác hơn so
với loại SOHC. Do vậy, cơ cấu này được áp dụng cho các loại động cơ cần tính
năng cao, tốc độ cao (thể , xe hơi).


CHƯƠNG II
GIỚI THIỆU CÁC CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ THÔNG MINH
 2.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC

Hình 2.1 : Xupap thông minh
Xu hướng phát triển của ô tô hiện đại ngày nay là gia tăng tốc độ cực đại
từ 180-250 km đến 250-330 km/h và giảm tiêu hao nhiên liệu. Các giải pháp

được đưa ra nhằm tăng tốc độ động cơ là điều khiển pha phối khí hoặc thay đổi
hành trình xupáp thông minh. Tiếp theo đó nhiều hãng xe lớn trên thế giới đã và
đang áp dụng giải pháp thứ hai vào mục đích trên. Các công nghệ như VVTL-i
của Toyota; VTEC của Honda; MIVEC của Mitsubishi; VALVETRONIC của
BMW; VVEL của Nissan lần lượt xuất hiện đã khẳng định tầm quan trọng của


vấn đề nêu trên. Bài viết kỳ này chúng tôi sẽ lần lượt giới thiệu với các bạn về
các công nghệ này.
Hiện nay trên động cơ ôtô có nhiều ký hiệu chữ cái viết tắt như: HONDA
gọi là VTEC hay i-VTEC, VVT-i và VVTL-i của Toyota…Chúng nhằm quảng
bá cho các công nghệ mới nhất và tiên tiến của hãng nhưng bên cạnh đó khiến
người tiêu dùng không thể hiểu hết được các kí hiệu phức tạp đó.

Hình 2.2 : Hệ thống điền khiển bằng thủy lực .
Dưới đây chúng tôi đưa ra một số giải thích cơ bản như sau:
- Trên ôtô, các loại động cơ 4 kỳ hiện đại ngày nay sử dụng cơ cấu phối khí
thông minh ( cơ cấu điều khiển trục cam thông minh) nhằm điều chỉnh thời điểm
đóng mở xupap, pha phối khí một cách tự động hoặc làm thay đổi độ nâng của
xupáp tự động tùy thuộc vào chế độ làm việc của động cơ.


Hình 2.3 : Động cơ VVT-I .
- HONDA có động cơ VTEC ( Variable Vale Timing and Lift Electronic
Control ): Pha phối khí và độ mở van điều kiển điển tử , Hệ thống VTEC hoạt
động giống như một thiết bị nén hay một tuốc bin tăng áp bằng cách tạo ra khả
năng cuốn cao và hiệu suất tiếp nhiên liệu hiệu quả để tạo ra công suất lớn.

Hình 2.4 : Hệ thống VTEC
- Ngoài ra HONDA còn có các thế hệ động cơ như :VTEC-E: là hệ thống

bộ truyền động van trong đó hai chế độ cam điều khiển van có kích thước khác
nhau. Cam ngắn hơn cho phép một van mở với độ mở ít và điều này làm giảm
mức tiêu hao nhiên liệu. Giống hệ thống VTEC ban đầu, khi động cơ đạt số
vòng/phút lớn hơn, chốt khóa khóa cam thiết kế cho vòng tua cao và thời gian
mở van được tăng lên để đạt được công suất lớn hơn.


3STAGE VTEC: Hệ thống này sử dụng 3 chế độ cam khác nhau hoạt động
ở 3 pha. Mỗi cam điều khiển một pha thời gian mở và nâng van khác nhau.
i-VTEC: (Intelligent VTEC) là hệ thống điều khiển van thành công nhất từ
trước tới nay của hãng HONDA và được ứng dụng trên nhiều mẫu xe. Hệ thống
i-VTEC được giới thiệu năm 2001 và sử dụng thiết bị điều chỉnh thời gian van
nạp biến thiên liên tục và hệ thống quản lý do máy tính điều khiển để tối ưu hóa
mô men xoắn và hiệu suất sử dụng nhiên liệu.
AVTEC: Advanced VTEC được hãng HONDA giới thiệu năm 2006. Hệ
thống này kết hợp những lợi thế của hệ thống i-VTEC với hệ thống điều khiển
pha biến thiên liên tục. Hãng HONDA cho biết hệ thống AVTEC sẽ cho phép
tiết kiệm 13% nhiên liệu so với hệ thống i-VTEC và giảm tới 75% khí thải so
với tiêu chuẩn năm 2005. Tuy vậy, cho đến nay, hệ thống này vẫn chưa được
trang bị cho các mẫu xe ô tô mới được sản xuất.
Hệ thống VTEC của HONDA là dấu mốc quan trọng trong việc nghiên cứu
và phát triển động cơ đốt trong vì nó đã góp phần giải quyết thành công một vấn
đề đã được đặt ra từ lâu. Đó là vấn đề về hiệu suất hoạt động của động cơ. Hệ
thống VTEC ra đời không chỉ giúp tăng hiệu suất của động cơ đốt trong mà còn
mang đến cho khách hàng một chiếc xe công suất cao và tiết kiệm nhiên liệu.
- Hãng xe Nhật TOYOTA thì có VVT-i (Variable Vale Timing – intelligent):
thời điểm phối khí thay đổi – thông minh hay VVTL-i (Variable Valve Timing
and Lift – intelligent) thời điểm phối khí và hành trình xupáp thay đổi – thông
minh.
Thông thường, thời điểm phối khí được cố định, những hệ thống VVT-i sử

dụng áp suất thủy lực để xoay trục cam nạp và làm thay đổi thời điểm phối khí.
Điều này có thể làm tăng công suất, cải thiện tính kinh tế nhiên liệu và giảm khí
xả ô nhiễm.


Hình 2.5 : Hệ thống VVTL-i
Hệ thống này được thiết kế để điều khiển thời điểm phối khí bằng cách
xoay trục cam trong một phạm vi 400 so với góc quay của trục khuỷu để đạt
được thời điểm phối khí tối ưu cho các điều kiện hoạt động của động cơ dựa trên
tín hiệu từ các cảm biến, còn hệ thống VVTL-i dựa trên hệ thống VVT-i và áp
dụng một cơ cấu đổi vấu cam để thay đổi hành trình của xupáp nạp và xả. Điều
này cho phép được được công suất cao mà không ảnh hưởng đến tính kinh tế
nhiên liệu hay ô nhiễm khí xả.
- Cũng như thế BMW gọi công nghệ này phức tạp hơn là VANOS
(Variable nockenwellen steuerung ) Hệ thống VANOS làm việc dựa trên nguyên
tắc là điều khiển các cơ cấu của hệ thống, mà việc điều chỉnh đó có thể lam thay
đổi vị trí tương đối của trục cam nạp đối với trục khuỷu
Hệ thống điều chỉnh kiểu VANOS giúp cho việc điều khiển hệ thống phân
phối khí ở chế độ tối ưu nhất. Hệ thống này điều chỉnh cả trục cam nạp và trục
cam xả, điều chỉnh được thời điểm đóng, mở các xupáp nạp và xupáp xả theo
từng chế độ yêu cầu của động cơ. Nhờ việc điều chỉnh hợp lý cơ cấu xuppáp nạp
và xuppáp xả do đó để tiết kiệm được lượng nhiên liệu khi động cơ hoạt động ở
các chế độ khác nhau và lượng nhiên liệu thất thoát ra ngoài theo khí thải trong
quá trình xả của động cơ kết quả là đã giảm được chi phí nhiên liệu khi vận hành
động cơ. Làm tăng công suất định mức của động cơ do đó hiệu quả kinh tế khi
sử dụng động cơ tăng.
- Ngoài ra còn một số hãng khác như:


Mitsubishi có động cơ MIVEC ( Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic

Control system ): hệ thống điều khiển van bằng hệ thống kiểm soát thời gian
bằng điện tử
Nissan có động cơ VVL ( Variable Valve Lift and Timing): độ mở van và thời
gian
Porsche goi là VarioCam Plus: van biến thời gian
GM gọi là VVT,
Subaru cũng không chịu kém phần đặt luôn cái tên là Dual AVCS. Cập nhật
2:30pm 9/8/2010)......Hiện nay trên động cơ ôtô có nhiều ký hiệu chữ cái viết tắt
như: HONDA gọi là VTEC hay i-VTEC, VVT-i và VVTL-i của Toyota….
Chúng nhằm quảng bá cho các công nghệ mới nhất và tiên tiến của hãng nhưng
bên cạnh đó khiến người tiêu dùng không thể hiểu hết được các kí hiệu phức tạp
đó.
 2.2 Hệ thống phân phối khí VVT
 2.2.1 Lịch sử hình thành hệ thống phân phối khí VVT
FIAT là hãng xe hơi trên thế giới phát minh ra hệ thống có thể thay đổi thời
điểm phối khí bao gồm sự thay đổi về độ nâng van.
FIAT là hãng xe hơi trên thế giới phát minh ra hệ thống có thể thay đổi thời
điểm phối khí bao gồm sự thay đổi về độ nâng van.


Được phát triển bởi Giovanni Torazza vào cuối những năm 1960, hệ
thống này đã sử dụng áp suất bằng thủy lực để làm thay đổi điểm tựa của cam
cho phù hợp ( phát minh US 3.641.988 ).Áp suất thủy lư này thay đổi tuỳ theo
tốc độ động cơ và áp suất của van nạp. Độ mở của van có thể thay đổi tới 37%.


Hình 2.7: Cơ cấu thay dổi thời điểm của hãng FIAT- Distribution Torazza
(1970).

Hình 28 : . Các loại cơ cấu thay đổi cổ điển.

Vào tháng 9 năm 1975, hãng General Motor phát minh ra hệ thống có ý
định là thay đổi độ nâng van. GM đã chú ý đến họng của van nạp nhằm giảm bớt
lượng nhiệt thoát ra. Bằng cách giảm đến mức tối thiểu lượng nâng van tại tải
trọng thấp mà vẫn giữ được tốc độ nạp cao, do đó làm nhỏ lại họng nạp. GM đã
không giải quyết được vấn đề khi hoạt động ở độ nâng rất thấp nên dự án đã bị
bỏ dở. Hãng Alfa Romeo là hãng sãn xuất xe đầu tiên đã sử dụng hệ thống thay
đổi thời điểm độ nâng van trong sản xuất xe (phát minh US 4.231.330). Chiếc xe
Alfa Romeo Spider 2.0L năm 1980 đã sử dụng hệ thống VVT với hệ thống phun
xăng Spica và được bán ở Mỹ. Về sau nó cũng còn được sử dụng trên model xe
Alfetta 2.0 Quandrifoglio Oro vào năm 1983 cũng như các loại xe khác. Nissan
cũng phát triển hệ thống VVT riêng của họ vớiđộng cơ VG30DE(TT) cho loại
xe Concept Mid-4 của họ. Nissan đã tậptrung chính vào việc sản xuất hệ thống
NVCS của mình (Nissan Valve- Timing Control System) tại tốc độ momen xoắn
nhỏ và trung bình, bởi vì phần lớn động cơ không hoạt động nhiều ở tốc độ cao.
Hệ thống NVCS này có thể đáp ứng được cả hai yêu cầu là tốc độ cầm chừng


êm dịu và hoạt động nhiều ở tốc độ thấp và trung bình. Mặc dù vậy nó vẫn hoạt
động tốt được ở tốc độ cao, nhưng hệ thống vẫn tập trung chính là phạm vi tốc
độ thấp và trung bình. Động cơ VG30DE là loại động cơ đầu tiên áp dụng và
được lắp ráp trên model xe 300ZX(Z31)300ZR vào năm 1987, đây là loại ôtô
đầu tiên sử dụng kỹ thuật điều khiển VVT bằng điện tử.

Hình 2.9 : Cơ cấu trên động cơ Nissan Maxima.
Với bước tiếp theo là vào năm 1989, Honda với hệ thống VTEC (Variable
Valve Timing And Lift Electronic Control). Honda bắt đầu sản xuất hệ thống này
nhằm làm cho động cơ có khả năng hoạt động trên các chế độ của cam khác
nhau, bằng cách điều chỉnh lại trong việc thiết kế. Một chế độ được thiết kế để
mở van tại tốc độ động cơ thấp, được quy định bởi một phương pháp có lợi khi
cần sự tiêu hao nhiên liệu thấp và phát ra công suất nhỏ. Ở chế độ nâng cao, chế

độ thời gian hoạt động dài, và hoạt động suốt khi tốc độ cao nhằm gia tăng công
suất đầu ra. Vào năm 1992 hãng BMW đã giới thiệu hệ thống VANOS (Variable
Nockenwellen Steuerung). Nó cũng tương tự như hệ thống NVCS của Nissan,
nó có thể cung cấp sự thay đổi về thời gian cho trục cam nạp theo từng bước
hoặc theo từng giai đoạn. Hệ thống VANOS này có sự khác biệt là nó có thể
cung cấp thêm một bước cho cả ba giai đoạn.


Hình 2.10 : Cơ cấu của hãng BMW.
Sau đó vào năm 1998, hệ thống Double VANOS được giới thiệu, nó có thể
điều khiển sự tăng mức độ đốt cháy nhiên liêu một cách to lớn, tăng công suất,
mômen xoắn và đưa ra mức độ không tải tốt hơn,tiết kiệm nhiên liệu hơn.
Hệ thống Double VANOS này là hệ thống đầu tiên điều khiển bằng điện tử, điều
khiển sự hoạt động liên tục của cả van nạp và van xả

Hình 2.11 : Cơ cấu Double VANOS của hãng BMW.


N
Năm 2001, hãng BMW giới thiệu hệ thống Valvetronic,đây là hệ thống duy nhất
có thể làm thay đổi độ nâng van nạp một cách liên tục, cộng thêm thời gian cho
cả hai van nạp và xả. Hệ thống điều khiển chính xác đã chú ý nhiều hơn đến
nhiệm vụ của van nạp để điều khiển hoàn toàn van nạp, chú ý đến sự cần thiết
của van tiết lưu và giảm sự tổn thất lớn của bơm.


Khi tính toán để giảm được tổn thất của bơm, có thể tăng công suất đầu ra thêm
10% và tiết kiệm nhiên liệu.
Hãng Ford đã trở thành nhà sản xuất đầu tiên sử dụng hệ thống thay đổi thời
điểm phối khí trên xe tải pick-up, với loại xe được bán chạy là model F-series

vào năm 2004. Động cơ được sử dụng là động cơ 5.4L 3 valve Triton.
Vào năm 2005 hãng General Motor đã đưa ra hệ thống Variable Valve Timing
cho động cơ I-head V6, gồm có LZE và LZ4.


I
 2.2.2. Cấu tạo :


i




Trên mỗi chiếc xe Toyota, chúng ta luôn thấy có dòng chữ VVT-i nằm ở vị
trí hai bên cửa xe. Dòng chữ viết tắt này có ý nghĩa là gì ? Chúng ta cùng tìm
hiểu VVT-i.
VVT-i là chữ viết tắt của từ Variable Valve Timing with intelligence - một
hệ thống thiết kế phun xăng của hãng Toyota theo nguyên lý điện – thủy lực. Cơ
cấu này tối ưu hóa góc phối khí của trục cam nạp dựa trên chế độ làm việc của
động cơ phối hợp với các thông số điều khiển chủ động.
Hiệu suất làm việc của động cơ phụ thuộc rất nhiều vào hoạt động cung cấp
nhiên liệu. Hệ thống điều khiển hệ thống van nạp biến thiên VVT-i được thiết kế
với mục đích nâng cao mô men xoắn của động cơ, cắt giảm tiêu thụ nhiên liệu
và khí thải độc. Các bộ phận của hệ thống gồm: Bộ xử lý trung tâm ECU 32 bit,
bơm và đường dẫn dầu, bộ điều khiển phối khí (VVT) với các van điện, các cảm
biến: VVT, vị trí bướm ga, lưu lượng khí nạp, vị trí trục khuỷu, nhiệt độ nước.
Ngoài ra, VVT-i thường được thiết kế đồng bộ với cơ cấu bướm ga điện tử
ETCS-i, đầu phun nhiên liệu 12 lỗ và bộ chia điện bằng điện tử cùng các bugi
đầu iridium.

Trong quá trình hoạt động, các cảm biến vị trí trục khuỷu, vị trí bướm ga và
lưu lượng khí nạp cung cấp các dữ liệu chính về ECU để tính toán thông số phối
khí theo yêu cầu chủ động. Trên cơ sở các yếu tố chủ động, hiệu chỉnh và thực
tế, ECU sẽ tổng hợp được lệnh phối khí tối ưu cho buồng đốt. Như vậy, thay cho
hệ thống cam kiểu cũ với độ mở xu-páp không đổi, VVT-i đã điều chỉnh vô cấp
hoạt động của các van nạp. Độ mở và thời điểm mở biến thiên theo sự phối hợp
các thông số về lưu lượng khí nạp, vị trí bướm ga, tốc độ và nhiệt độ động cơ.
Ngoài ra, còn một cảm biến đo nồng độ oxy dư đặt ở cụm góp xả cho biết tỉ lệ %
nhiên liệu được đốt. Thông tin từ đây được gởi về ECU và cũng được phối hợp
xử lý khi hiệu chỉnh chế độ nạp tối ưu nhằm tiết kiệm xăng và bảo vệ môi
trường.