Nghiên cứu hệ thống điều khiển xylanh biến thiên trên ô tô

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.54 MB, 101 trang )

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

-----------***-----------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI

:
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
XYLANH BIẾN THIÊN TRÊN Ô TÔ

SVTH: PHẠM VĂN PHONG
MSSV: 13145191
SVTH: NGUYỄN THÀNH CƠNG
MSSV: 13145037
GVHD: TS. LÝ VĨNH ĐẠT

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
BỘ MƠN ĐỘNG CƠ

-----------***-----------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chun ngành: Cơng Nghệ Kỹ Thuật Ơ Tơ

ĐỀ TÀI

:
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
XYLANH BIẾN THIÊN TRÊN Ô TÔ

SVTH: PHẠM VĂN PHONG
MSSV: 13145191
SVTH: NGUYỄN THÀNH CƠNG
MSSV: 13145037
GVHD: TS. LÝ VĨNH ĐẠT

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

TP. Hồ Chí Minh, ngày ….. tháng ..… năm
……
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:

1. PHẠM VĂN PHONG
2. NGUYỄN THÀNH CÔNG

MSSV: 13145191
MSSV: 13145037

Chun ngành:

Cơng Nghệ Kỹ Thuật Ơ Tơ

Mã ngành đào tạo:

Hệ đào tạo:

Đại Học Chính Quy

Mã hệ đào tạo:

Khóa:

2013-2017

Lớp: 131451A

1. Tên đề tài
Nghiên cứu hệ thống điều khiển xylanh biến thiên trên ô tô
2. Nhiệm vụ đề tài
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về điều khiển xylanh biến thiên trên động cơ đốt trong
- Phân tích ưu và nhược điểm, thời điểm ngắt xylanh
- Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống ngắt xylanh trên các hãng xe khác

nhau trên thị trường
- Trình bày phương pháp kết hợp giữa ngắt xylanh với các công nghệ khác
3. Sản phẩm của đề tài
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 27/03/2017
5. Ngày hồn thành nhiệm vụ: 25/07/2017
TRƯỞNG BỘ MƠN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.
HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn Động cơ

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên:

Phạm Văn Phong

MSSV: 13145191 Hội đồng…………

Họ và tên sinh viên:

Nguyễn Thành Công

MSSV: 13145037 Hội đồng…………

Tên đề tài: Nghiên Cứu Hệ Thống Điều Khiển Xylanh Biến Thiên Trên Ô tô
Ngành đào tạo: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Họ và tên GV phản biện (Mã GV):.......................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
......................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
3. Kết quả đạt được:
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.................................................................................................................................
5. Câu hỏi:

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
Tính cấp thiết của đề tài

10
10
50

Nội dung ĐATN
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa học
xã hợi…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình
đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành…

Điểm đạt
được

5
10
15

3.

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

15
5

10

4.

Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10

Tổng điểm

100

luận:
 Được phép bảo vệ
 Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày tháng 07 năm 2017
Giảng viên phản biện
(Ký, ghi rõ họ tên)

7.
Kết

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn ……………………………..

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)

Họ và tên sinh viên:

Phạm Văn Phong

MSSV: 13145191 Hội đồng…………

Họ và tên sinh viên:

Nguyễn Thành Công

MSSV: 13145037 Hội đồng…………

Tên đề tài: Nghiên Cứu Hệ Thống Điều Khiển Xylanh Biến Thiên Trên Ô tô
Ngành đào tạo: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Họ và tên GV hướng dẫn:.......................................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................

2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(không đánh máy)
2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................

2.2 Nợi dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................................

2.3.Kết quả đạt được:
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................

2.4. Những tồn tại (nếu có):
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................

3. Đánh giá:
TT
1

2

Điểm
tối đa

Mục đánh giá
Hình thức và kết cấu ĐATN

Điểm
đạt được

4.

30

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục

10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

10

Tính cấp thiết của đề tài

10

Nội dung ĐATN

50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật,
khoa học xã hợi…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy
trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế.

15

Khả năng cải tiến và phát triển

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành…

5

3

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

10

4

Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10

Tổng điểm

100

luận:
 Được phép bảo vệ
 Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 07 năm 2017
Giảng viên hướng dẫn

Kết

((Ký, ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: Nghiên Cứu Hệ Thống Điều Khiển Xylanh Biến Thiên Trên Ơ Tơ
Họ và tên Sinh viên:

1. Phạm Văn Phong

MSSV: 13145191

2. Nguyễn Thành Công

MSSV: 13145037

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản
biện và các thành viên trong Hội đồng bảo vệ. Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnh đúng
theo yêu cầu về nội dung và hình thức.
……...

Chủ tịch Hội đồng:

……….………………………………..

Giảng viên hướng dẫn:

Giảng viên phản biện:

Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng năm 20…

TÓM TẮT NỘI DUNG
Giảm tiêu thụ nhiên liệu là mục tiêu hàng đầu trong ngành công nghiệp ô tô nhằm đáp

ứng các yêu cầu về các tiêu chuẩn khí xả và nhu cầu thực tiễn của khách hàng. Điều khiển
xylanh biến thiên là một phương pháp tiềm năng trong việc cải thiện hiệu suất của động cơ
đốt trong. Việc ngắt hay kích hoạt xylanh giúp giảm tiêu hao nhiên liệu và giảm khí thải gây
ơ nhiễm mơi trường của động cơ trong quá trình hoạt động trên đường. Kết quả nghiên cứu
cho thấy tính khả thi của cơng nghệ ngắt xylanh trên ô tô, những ưu nhược điểm của công
nghệ này mang lại. Nội dung nghiên cứu của đề tài này cho thấy sự khái quát về công nghệ
ngắt xylanh, tình hình áp dụng cơng nghệ cụ thể trên các hãng ơ tơ hiện nay. Tìm hiểu những
cách điều khiển ngắt xylanh của các hãng xe ô tô đang áp dụng. Bên cạnh đó đề tài này cịn
đề cập tới vấn đề ngắt xylanh kết hợp với những phương pháp khác để đạt được sự tối ưu về
mặt tiết kiệm nhiên liệu.

10

LỜI MỞ ĐẦU
Khi xã hội thay đổi từng ngày, nền cơng nghiệp thế giới trong đó có ngành ơ tơ đang
phát triển nhanh chóng và đạt được nhiều thành tựu quan trọng, góp phần vào sự thay đổi
đời sống con người. Ơ tơ đã trở thành phương tiện giao thơng khơng thể thiếu trong đời sống
con người, nó đóng vai trị quan trọng trong vận chuyển người và hàng hóa, chính những
tiện ích của ngành ơ tơ đã thúc đẩy sự phát triển của các ngành công nghiệp khác.
Tuy nhiên, nhiên liệu ô tô đang sử dụng là nhiên liệu hóa thạch, đây là nguồn nhiên
liệu đang bị cạn kiệt và sau khi đốt cháy khí thải sinh ra gây ô nhiễm môi trường và ảnh
hưởng tới đời sống của con người. Buộc các hãng sản xuất ô tô cần phải tìm ra giải pháp tìm
nguồn nhiên liệu thay thế, đồng thời làm giảm lượng khí thải sinh ra. Với sự phát triển vượt
bậc của khoa học công nghệ, ô tô hiện nay đã ứng dụng nhiều công nghệ mới nhằm đáp ứng
các yêu cầu: tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm lượng khí thải độc hại,
tăng tính an tồn của ơ tơ...
Một trong những cơng nghệ được đang được áp dụng giúp đáp ứng những mong muốn
của con người là công nghệ “điều khiển xylanh biến thiên”, nó khơng những giúp cho động
cơ sử dụng hiệu quả nguồn nhiên liệu mà còn giúp giảm lượng khí thải sinh ra mơi trường.

Nhóm chúng em nhận thấy “đây là một cơng nghệ hay, nó là một giải pháp tốt giúp tăng
hiệu suất động cơ, đồng thời tiết kiệm được nguồn nhiên liệu và giảm khí thải” chính vì thế
chúng em đã chọn cơng nghệ này để nghiên cứu làm đề tài tốt nghiệp.
Thông qua đề tài này chúng em mong muốn sẽ giúp cho mọi người hiểu rõ hơn cơng
nghệ “điều khiển xylanh biến thiên” hay cịn gọi là “ngắt xylanh”, biết được cấu tạo và
nguyên lý hoạt động của công nghệ này. Đồng thời chúng em sẽ phân tích ưu điểm và những
hạn chế của cơng nghệ, ứng dụng cụ thể trên các hãng xe ô tô hiện nay.

11

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên nhóm chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo trong
trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh nói chung và các thầy cơ giáo trong
khoa Cơ Khí Động Lực nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt và chỉ bảo chúng em
trong suất những năm qua. Đó khơng chỉ là kiến thức khoa học kỹ thuật mà còn cả những
kinh nghiệm sống và làm việc rất quý báu, nó sẽ là hành trang tiếp bước chúng em ra với
môi trường làm việc thực tế. Chúng em xin kính chúc thầy cơ ln có nhiều sức khỏe để tiếp
tục công việc giảng dậy.
Trong bốn năm đại học, chúng em đã được thầy chỉ bảo nhiệt tình từ trong các buổi
học, từ môn chuyên ngành đầu tiên như: nhập môn ngành công nghệ kỹ thuật ô tô, nguyên lý
động cơ đốt trong…, và bây giờ là hướng dẫn đồ án tốt nghiệp. Thầy đã cần mẫn chỉ bảo và
hướng dẫn chúng em để chúng em hoàn thành đồ án một cách tốt nhất. Trong thời gian làm
đồ án, chúng em không chỉ học hỏi được kiến thức ngành mà còn học tập được tinh thần làm
việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc và hiệu quả. Nhóm chúng em xin chúc thầy và
gia đình ln mạnh khỏe và hạnh phúc.

12

MỤC LỤC
Tóm tắt nội dung………………………………………………………………..
Lời mở đầu……………………………………………………………………...
Lời cảm ơn……………………………………………………………………...
Mục lục................................................................................................................
Danh
mục
từ
viết
tắt…………………………………………………………….
Danh
mục
các
hình……………………………………………………………...
Danh mục các bảng……………………………………………………………..
Chương 1: GIỚI THIỆU…………………………………….……………….....
1.1 Đặt
vấn
đề
……..……………………...
…………………………………..
1.2 Mục
tiêu
đồ
án………………………...
…………………………………..
1.3 Phạm
vi
nghiên
cứu……………………………………………………….

1.4 Phương
pháp
nghiên
cứu……………….
…………………………………
1.5 Nội
dung
và
hướng
tiếp
cận
đề
tài
………………………………………..
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT…………………………………………….
2.1 Tổng quan về hệ thống điều khiển xylanh biến thiên trên ô tô
…………….
2.1.1 Khái niệm về điều khiển xylanh biến thiên…………………..
……….
2.1.2 Lịch sử phát triển công nghệ điều khiển xylanh biến
thiên…..............
2.1.3 Giải pháp công nghệ ngắt xylanh trong chế độ tải nhỏ trên ô
tô...........
2.1.4 Điều khiển ngắt xylanh động cơ…………….………………………..
2.1.5 Thời điểm ngắt xylanh động cơ…………………………….………...
2.2 Phân
loại
cách
điều
khiển

xylanh
biến
thiên
……………………………...
2.2.1 Điều
khiển
ngắt
xylanh
bằng
cách
ngắt
trục
khuỷu…………………..
2.2.2 Điều khiển ngắt xylanh bằng cách sử dụng con đội thủy
lực………….
2.2.3 Điều khiển ngắt xylanh bằng cách điều khiểu trục

Trang
i
ii
iii
iv
vii
viii
xi
1
1
4
4
5

5
6
6
6
6
8
14
17
19
19
20
20
13

cam……………….
2.2.3.1 Điều khiển sử dụng cơ cấu chốt cò mổ…………………………..
2.2.3.2 Điều khiển bằng cách dịch chuyển vấu cam……………………..
2.2.4 Điều khiển ngắt xylanh ở động cơ không trục
cam……………………
2.3 Những
ưu
của
công
nghệ
ngắt
xylanh
động
cơ……………………………
2.3.1 Nâng cao cơng suất nhờ vào việc giảm cơng hao phí (pumping loss)

…………………………………………………………………..
2.3.2 Giảm
tiêu
hao
nhiên
liệu……………………………………………...
2.3.3 Giảm
ô
nhiễm
môi
trường…………………………………………….
2.4 Nhược điểm của công nghệ ngắt xylanh động cơ
…………………………
Chương 3: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG NGẮT XYLANH CỦA CÁC HÃNG
XE……………………………………………………………………................
3.1 Hệ thống VCM của Honda……………......................................................
3.1.1 Cấu tạo của hệ thống VCM…………………………...
………………
3.1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống VCM..…………………………...
3.1.3 Ưu
điểm
của
công
nghệ
VCM……………………..
………………….
3.1.4 Nhược
điểm
của
công

nghệ
VCM…………………………………….
3.2 Hệ thống MDS của Chryler và hệ thống AFM của
GM……………..........
3.2.1 Cấu
tạo
của
hệ
thống
MDS
và
AFM………………………………….
3.2.2 Nguyên
lý
hoạt
động
của
hệ
thống
MDS
và
AFM……………………
3.2.3 Ưu
điểm
của
hệ
thống
MDS
và
AFM…………………………………

3.2.4 Nhược điểm của hệ thống MDS và AFM…………………………..
…
3.3 Hệ thống COD của Audi và hệ thống ACT của Volkwagen ………….....
3.3.1 Cấu tạo của hệ thống COD và ACT………………………………….
3.3.2 Nguyên
lí
hoạt
động
của
hệ
thống
COD
và
ACT……………………..
3.3.3 Ưu điểm của hệ thống COD và ACT. ……………………………......
3.3.4 Nhược điểm của hệ thống COD và ACT……………………………..

20
21
21
22
22
23
25
25
28
28
29
37
40

40
41
43
45
49
49
49
50
51
53
53

14

3.4 Hệ thống MultiAir (UniAir) của FIAT…………………………………....
3.4.1 Cấu
tạo
của
hệ
thống
MultiAir………………………………………..
3.4.2 Nguyên
lý
hoạt
động
của
hệ
thống
MultiAir………………………….

3.4.3 Ưu
điểm
của
hệ
thống
MultiAir………………………………………
3.4.4 Nhược
điểm
của
hệ
thống
MultiAir…………………………………..
Chương 4: SỰ KẾT HỢP CỦA CÔNG NGHỆ ĐIỀU KHIỂN XYLANH
BIẾN
THIÊN
VÀ
NHỮNG
CƠNG
NGHỆ
KHÁC…………………………...............
4.1 Cơng nghệ Start – Stop động cơ……………………………..
…………….
4.1.1 Khái
qt
về
cơng
nghệ
Start
–
Stop

động
cơ…………………………
4.1.2 Cấu tạo của hệ thống Start – Stop ……..…......
………………………
4.1.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống Start – Stop …………………….
4.1.4 Một vài lưu ý cho hệ thống Start-Stop ………………..
……………...
4.1.5 Kết luận………………………………………………………………
Công nghệ CDA kết hợp với công nghệ VVA……………………………
4.2
Chương
5:
KẾT
LUẬN
VÀ
ĐỀ
NGHỊ……………………………………........
5.1 Kết luận………………………………………………………….................
5.2
Kiến
Nghị…………………………………………………………...............
Tài liệu tham khảo……………………………………………………………...

54
54
56
58
59
60
60

60
62
62
63
64
64
71
71
72
73

15

16

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ACC:

Active Cylinder Control - Điều khiển xylanh chủ động

ACEA:
AFM:

Association des Constructeurs Européens d’Automobiles - Hiệp Hội
Các Nhà Sản Xuất Ơ Tơ Châu Âu
Active Fuel Management - Quản lý nhiên liệu chủ động

ANC:

Active Noise Control - Điều khiển để triệt tiêu tiếng ồn

BMEP:

Brake Mean Effective Pressure - Áp suất hiệu dụng trung bình có ích

BSFC:

Brake Specific Fuel Consumption – Mức tiêu hao nhiên liệu có ích

COD:

Cylinder On Demand - Hệ thống ngắt giảm xylanh

ĐCD:

Điểm chết dưới

ĐCT:

Điểm chết trên

ECU:

Electronic Control Unit - Bộ điều khiển điện tử

ETC:

Electronics Throttle Control - Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử

FTP:

Federal Test Procedure - Thử nghiệm theo chu trình American

GDI:

Gasoline direct injector – Phun xăng trực tiếp

IMEP:

Indicated Mean Effective Pressure – Áp suất hiệu dụng trung bình chỉ
thị
Variable Valve Timing Lift Electronic Control – Thời điểm đóng mở
xupap biến thiên được kiểm soát bằng điện tử

VTEC:
MD:

Modulated Displacement – Thay đổi thể tích

MDS:

Multi Displacement System – Hệ thống xylanh đa dung tích

NEDC:

New European Driving Cycle – Chu trình thử nghiệm châu Âu

PZEV

Partial Zero Emissions Vehicle

SFC:

Specific Consumption – Đặc tính tiêu thụ nhiên liệu

SOHC:

Single Overhead Camshaft – Động cơ chỉ có một trục cam ở phía trên

Vactive:

Thể tích của các xylanh hoạt động

VCM :

Variable Cylinder Management – Hệ thống quản lý xylanh chủ động

VVA:

Variable Valve Actuation – Điều khiển đóng mở xupap biến thiên

VVT:

Variable Valve Timing – Thay đổi thời điểm đóng mở xupap

17

DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1:
Hình 2.1:
Hình 2.2:
Hình 2.3:
Hình 2.4:
Hình 2.5:
Hình 2.6:
Hình 2.7:
Hình 2.8:
Hình 2.9:
Hình 2.10:
Hình 2.11:
Hình 2.12:
Hình 2.13:
Hình 2.14:
Hình 2.15:
Hình 2.16:
Hình 2.17:
Hình 2.18:
Hình 2.19:
Hình 2.20:
Hình 2.21:

Đồ thị cơng P-V của chu trình lý tưởng và chu trình thực tế động
cơ đốt trong.....................................................................................
Động cơ V6 có thể làm việc với 4 hoặc 3
xylanh.............................
Cadillac Fleetwood V-8-6-4 1981 động cơ ngắt xylanh đầu tiên...

Đồ thị cơng P-V ở chế độ tồn tải và chế độ tải nhỏ.......................
So
sánh
2
chế
độ
làm
việc
của
động
cơ.............................................
Động cơ V-6, 3.5-lít của Honda và sự ngắt giảm
xylanh.................
Sự tiết kiệm nhiên liệu ở các chế độ tải khi thực hiện ngắt
xylanh....
Ngắt xylanh dùng cơ cấu thủy lực(a) và dùng hệ thống
camless(b)..
Các giải pháp đi kèm với hệ thống ngừng hoạt động
xylanh...........
Vị trí ngắt các xylanh trên các loại động cơ....................................
Vị
trí
ngắt
xylanh
trên
đồ
thị
cơng...................................................
So sánh áp suất xylanh trong các thời điểm ngắt............................
Mô phỏng so sánh áp suất nén giữa các thời điểm ngắt

xylanh.......
Kết
cấu
trục
khuỷu...........................................................................
Cơ
cấu
sử
dụng
con
đội
thủy
lực......................................................
Cơ
cấu
chốt
–
cị
mổ.........................................................................
Cơ
cấu
dịch
chuyển
vấu
cam............................................................
Cơ
cấu
điều
khiển
khơng

trục
cam...................................................
Đồ
thị
cơng
P-V
của
động
cơ
xăng...................................................
Biểu đồ đặc trưng hiệu suất động cơ ở các chế độ 1,2,3 và 4
xylanh..............................................................................................
Sự thay đổi của đặc tính tiêu hao nhiên liệu theo tải động cơ.........
So sánh mô-men xoắn giữa các chế độ hoạt động của động

2
6
7
8
9
11
12
14
15
16
17
17
18
19
20

20
21
22
22
24
25
26
18

Hình 2.22:
Hình 3.1
Hình 3.2:
Hình 3.3:
Hình 3.4:
Hình 3.5:
Hình 3.6:
Hình 3.7:
Hình 3.8:
Hình 3.9:
Hình 3.10:
Hình 3.11:
Hình 3.12:
Hình 3.13:
Hình 3.14:
Hình 3.15:
Hình 3.16:
Hình 3.17:
Hình 3.18:
Hình 3.19:

Hình 3.20:
Hình 3.21:
Hình 3.22:
Hình 3.23:

cơ.......
Mức tiêu thụ nhiên liệu được tính trên số dặm cho mỗi gallon
(MPG)..............................................................................................
Cơ
cấu
VTEC...................................................................................
Sơ
đồ
mạch
dầu
điều
khiển..............................................................
Chế độ hoạt động của VCM điều khiển ngắt 6 xylanh- 4 xylanh3
xylanh..............................................................................................
Cấu tạo các cò mổ nạp.....................................................................
Trạng thái điều khiển ở các chế độ..................................................
Cơ
chế
truyền
động
2
chiều
VTEC...................................................
Cấu tạo đường dầu...........................................................................
Sơ đồ điều khiển mạch dầu chế độ hoạt động 6

xylanh....................
Sơ đồ điều khiển mạch dầu ở chế độ hoạt động 4
xylanh..................
Sơ đồ điều khiển mạch dầu ở chế độ hoạt động 3
xylanh................
Chế độ hoạt động của VCM ngắt 6 xylanh – 3
xylanh.....................
Cấu tạo trục cam thay đổi................................................................
Cấu tạo cò mổ nạp dãy sau..............................................................
Các chế độ điều khiển của hệ thống VCM .................................
Mạch
dầu
điều
khiển........................................................................
VCM điều khiển bật tắt xupap theo các chế
độ.................................
Chế độ hoạt động của VCM trên đường cao tốc
EPA.......................
Sơ
đồ
điều
khiển
của
ECM...............................................................
Xylanh hoạt động bình thường........................................................
Xylanh
khơng
khơng
hoạt
động.......................................................

Sơ đồ hoạt động của ANC...............................................................
Động
cơ
V8
5,7L
HEMI
với
hệ
thống
MDS....................................
Động
cơ
Corvette
LT1
V8
với
hệ
thống
AFM..................................

27
29
29
30
30
31
31
32
32
33

33
34
34
35
35
36
36
36
37
38
39
40
42
43

19

Hình 3.24: Cấu
tạo
của
hệ
thống
MDS
và
AFM.................................................
Hình 3.25: Cơ
cấu
điều
khiển

xupap .................................................................
Hình 3.26: Cấu
tạo
con
đội
đặc
biệt
(Deactivating
Lifter).................................
Hình 3.27: Hoạt động của con đội
đặc biệt trong các chế
độ............................
Hình 3.28: Bố
trí
hệ
thống
MDS
trên
động
cơ...................................................
Hình 3.29: Trình tự quá trình chuyển đổi từ V8 sang V4 .................................
Hình 3.30: Trình tự
quá
trình
chuyển đổi từ V4 sang
V8....................................
Hình 3.31: Cấu
tạo
van
điện

từ
và
vấu
cam
đặc
biệt...........................................
Hình 3.32: Cấu
tạo
của
hệ
thống
COD
của
Audi...............................................
Hình 3.33: Q
trình
dịch
chuyển
của
vấu
cam..................................................
Hình 3.34: Các
chế
độ
làm
việc
của
xe...............................................................
Hình 3.35: Cơng
nghệ

MultiAir
bán
camless.....................................................
Hình 3.36: Cấu tạo hệ thống MultiAir...............................................................
Hình 3.37: Những cánh điều khiển đóng mở xupap nạp của hệ thống
MultiAir.
Hình 3.38: Sơ đồ các bộ phận điều khiển của hệ thống
MultiAil.......................
Hình 3.39: Đường dầu trong các chế độ khác nhau của hệ thống
MultiAir.......
Hình 3.40 Điều khiển xupap nạp mở bổ xung(a) và đóng xupap nạp(b) khi
ngắt xylanh.....................................................................................
Hình 3.41: So
sánh
hiệu
quả
của
cơng
nghệ
MultiAir(UniAir)..........................
Hình 4.1: Hệ thống Star – Stop hoạt động khi dừng đèn
đỏ..............................
Hình 4.2: Cấu
tạo
của
hệ
thống
Star
–
Stop......................................................

Hình 4.3: So sánh hiệu quả công nghệ CDA khi kết hợp những cơng nghệ
khác................................................................................................
Hình 4.3: Hiệu suất CDA kết hợp với VVA so với động cơ chỉ dùng
CDA................................................................................................

43
44
44
45
46
47
48
50
51
51
52
54
55
56
57
57
58
59
60
62
64
65

20

Hình 4.4:
Hình 4.5:
Hình 4.6:
Hình 4.7:
Hình 4.8:
Hình 4.9:

Mơ phỏng BSFC theo tốc độ và góc mở cánh bướm ga của động
cơ.....................................................................................................
BSFC và BMEP trong chế độ tải một phần của động cơ
thường.....
BSFC và BMEP trong chế độ tải nhỏ khi kết hợp CDA + VVA.....
Đồ thị về lợi ích (%) về suất tiêu hao nhiên liệu
(BSFC).................
So sánh áp xuất hiệu dụng trung bình của bơm ở 1000 vịng/phút.
So sánh áp xuất hiệu dụng trung bình của bơm ở 4000 vịng/phút.

66
67
68
68
69
69

21

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Tổng lượng nhiên liệu tiêu thụ (kg/giờ) trong chế độ bốn

xylanh.....
Bảng 2.2: Tổng lượng nhiên liệu tiêu thụ (kg/giờ) trong chế độ hai
xylanh......
...
Bảng 2.3: Tỷ
lệ
giảm
tiêu
thụ
nhiên
liệu...........................................................
Bảng 2.4: So sánh mức tiêu thụ nhiên liệu khi động cơ hoạt động ở các chế
độ.....................................................................................................
.

Trang
13
13
13

23

22

23

Chương 1: GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề

Các nguồn năng lượng khơng thể tái tạo như nhiên liệu hố thạch (xăng, dầu diesel...)
đang liên tục bị cạn kiệt. Mặc dù con người dần chuyển sang sử dụng các nguồn năng lượng
thay thế, nhưng việc sử dụng các nguồn năng lượng thay thế trên động cơ đốt trong đang còn
rất hạn chế và chi phí đầu tư cao. Do đó nhiên liệu hóa thạch sử dụng trên ơ tơ chưa thể được
thay thế hồn tồn trong thời gian tới, thay vào đó con người cần phải sử dụng nó một cách
hiệu quả. Nhiên liệu hố thạch cũng là nhiên liệu chính cho các động cơ đốt trong hoạt động
hiện nay. Từ khi được phát minh ra đến nay, động cơ đốt trong đã liên tục được cải tiến và đã
đạt được nhiều thành quả về mặt công nghệ. Tuy nhiên, con người vẫn chưa hài lòng do hiệu
suất động cơ vẫn còn thấp, sức tiêu hao nhiên liệu cao và đặc biệt là khí xả gây ơ nhiễm mơi
trường và vì vậy các kỹ sư và nhà thiết kế vẫn tiếp tục cải tiến để đạt được hiệu quả nhiên
liệu, hiệu suất và khí xả cao hơn nữa.
Động cơ đốt trong được sử dụng trên các phương tiện vận tải hiện nay trong đó có ơ
tơ. Việc phát triển động cơ đốt trong cũng chính là một trong các yếu tố thúc đẩy ngành ơ tơ
phát triển. Chính vì thế, động cơ trên ô tô ngày một thay đổi để đáp ứng những yêu cầu mà
con người đặt ra, sự phát triển đó địi hỏi cần có một q trình bền vững. Ln có nhiều vấn
đề quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau được đề cấp tới trong quá trình phát triển của ơ
tơ hiện này như:
•
•

Cạn kiệt nguồn nhiên liệu hoá thạch như xăng, dầu diesel,...
Ảnh hưởng phát thải của động cơ tới môi trường và đời sống con người như khí

thải, tiếng ồn
• Khí thải và lãng phí nhiên liệu trong quá trình xe vận hành đặc biệt trong chế độ
tải nhỏ
Khi xem xét các vấn đề cần được giải quyết, việc giảm tác động môi trường không chỉ
đơn giản là giảm lượng khí thải sinh ra mà cịn cần giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu trong quá
trình xe hoạt động. Hiện nay, lượng khí thải sinh ra và lượng tiêu thụ nhiên liệu là một chỉ
tiêu đánh giá được quy định trong tiêu chuẩn khí thải EURO- định mức khí thải và tiêu

24

chuẩn CO2 140 (g/km) năm 2008, đã được EU và tổ chức các nhà sản xuất (ACEA) đồng ý.
Tiêu chuẩn khí thải EURO đã được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Trong bốn mươi năm
qua, với những khắt khe trong các chính sách của các quốc gia và kết quả của hoạt động
nghiên cứu về động cơ đã đã giảm đáng kể mức phát thải (NOx, CO và HC). Trong tương
lai, dự kiến sẽ tiếp tục giảm mức phát thải do cải tiến thêm về công nghệ áp dụng trên động
cơ [1].
Hiệu quả của động cơ đốt trong phụ thuộc vào chế độ tải động cơ và hoạt động tốt nhất
ở chế độ toàn tải. Nâng cao hiệu suất động cơ là một trong những mục tiêu chính để phát
triển xe ô tô. Thông thường, khi xe lưu thông trên đường cao tốc hay những đại lộ, động cơ
đốt trong hoạt động hiệu quả hơn khi ở chế độ tải động cơ cao. Tuy nhiên, trong cuộc sống
hàng ngày, phần lớn thời gian xe ô tô hoạt động ở khu vực thành phố, động cơ chủ yếu hoạt
động trong chế độ tải nhỏ, công suất động cơ thấp và gây tổn hao nhiên liệu.

Hình 1.1: Đồ thị cơng P-V của chu trình lý tưởng và chu trình thực tế động cơ đốt trong

25

Nghiên cứu hệ thống điều khiển xylanh biến thiên trên ô tô

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về