Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải MỤC LỤC PHẦN I: CHỨC NĂNG VÀ 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……………………………………………………………………………… ………………………… 1.1.2.Yêu cầu……………………………………………………………………………… …………………………… 1.1.3.Phân loại hệ thống phân phối khí động đốt trong……………………… 1.1.4 Nhận xét……………………………………………………………………………… ………………………… 1.2 Giới thiệu số hệ thống phân phối khí động đốt trong: 1.2.1.Cơ cấu phân phối khí có xupap treo………………………………………………… 1.2.2 Cơ cấu phân phối khí có xupap đứng (xupap đặt)……….…………… 1.2.3 Cơ cấu phân phối khí có trục cam truyền động trực tiếp cho xupáp…………………………………………………………………………… ……………………… 1.2.4 Cơ cấu phân phối khí có trục cam đặt nắp xylanh có đòn gánh……………………………………………………………………………… 1.2.5 Cơ cấu phân phối khí điều khiển điện tử… ……………………………………… 1.3 Những ảnh hưởng việc điều chỉnh hệ thống phân phối khí đến thông số công tác: 1.3.1.Ảnh hưởng hệ thống pha phân phối khí tới động cơ…………………………… 1.3.2 Ảnh hưởng việc việc tăng sức cản hệ thống trao đổi khí……………………………………………………………………………… ……………………………………………… Trang Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải + Ảnh hưởng sức cản nạp………………………………………………………………………… + Ảnh hưởng sức kháng áp xả…………………………………………………………………… + Ảnh hưởng đồng thời sức cản nạp sức kháng áp xả……………… + Các giải pháp nâng cao ηv………………………………………………………………………………………………………………………… 1.3.3 Tiết diện lưu thông ảnh hưởng tới tiêu thông số công tác động cơ………………………………………………………………… + Đồ thị thời gian tiết diện…………………………………………………………………………… … +Ảnh hưởng trị số “thời gian – tiết diện” xupap đến trình nạp xả động cơ……………………………………………………………………………… ………………………………… 1.4 Thời điểm đóng mở xupup…………………………………………………………………………… ……… PHẦN II PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ VVT-I: Giới thiệu chung…………………………………………………………………………… ……………………… Phân tích đặc điểm, cấu tạo hệ thống thay đổi thời điểm phối khí VVT-I ……………………………………………………………………………… a.Nguyên lý hoạt động: ………………………………………………………………………………… b Cấu tạo cấu VVT-I: …………………………………………………………………… Trang Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải Các phương pháp thay đổi thời điểm phối khí…………………………………………… a.Thay đổi thời điểm phối khí cách xoay trục cam:…………………… b.Thay đổi thời điểm phối khí cách thay đổi độ nâng van c Thay đổi thời gian phân phối khí mức độ nâng xupáp chêm.VVTLi:……………………………………………………… 4./.Những phiên khác hệ thống phân phối khí VVT: 4.1./.Hệ thống VTEC (Variable valve Timing and lift Electronic Control ) động HONDA:……………………………………… 4.2./ Hệ thống VANOS (VARIABLE NOCKENWELLEN STEUERUNG ) động BMW……………………………… 4.3./ Hệ thống Valvetronic động BMW……………………………………… 4.4./.CƠ CẤU MIVEC ( MITSUBISHI INOVATIVE AND LIFT ELECTRONIC CONTROL) hãng MITSUBISHI…… 4.5./.Cơ cấu VARIO CAM PLUS hãng PORSCHE………………………… 4.6./.Cơ cấu Vane Cam…………………………………………………………………………… ………… 4.7/.Cơ cấu dịch chuyển góc phối khí xích…………………………………… 4.8./.Cơ cấu EMVT ( Elictromechanical Valve Train )……………………… 4.9./.Cơ cấu EVHS ( Electrohydrolic Valve Control System )…………… 4.10./ Hệ Thống Điều Khiển cấu phân phối khí Kiêûu Thuỷ Lực (Hydro-Mechanical Valve Train) HMVT…………………………………………… Trang Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải PHẦN I: CHỨC NĂNG VÀ YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1.Nhiệm vụ - yêu cầu –phân loại cấu phân phối khí động đốt trong: 1.1.1 Nhiệm vu: Cơ cấu phân phối khí dùng để thưc trình thay khí: xả khí ï thải khỏi xilanh nạp đầy hỗn hợp không k vào xilanh hí trình làm việc động cơ, đảm bảo đóng kín cửa nạp, cửa xả trình nén, cháy giãn nở, phân phối kịp thời, đặn hòa khí không khí cho xilanh theo thứ tự làm việc động Ở máy Diesel, khí nạp không khí Còn máy xăng hỗn hợp không khí xăng Khí xả sản phẩm cháy, chủ yếu khí Cacbonic nước 1.1.2.Yêu cầu: a Yêu cầu chung cấu phối khí: - Đảm bảo việc nạp đầy, nghóa hệ số nạp phải cao Việc xả sạch, nghóa hệ số khí sót phải thấp Điều có nghóa chất lượng trình nạp xả phải đảm bảo yêu cầu đặt Yêu cầu đến đâu tùy thuộc vào loại máy kỳ hay kỳ, phương pháp trao đổi khí, cấu tạo phận cấu - Phải đảm bảo đóng kín cửa nạp, cửa xả trình nén, cháy giãn nở - Phải đảm bảo việc phân phối kịp thời, đặn đủ lượng hoà khí không khí cho xylanh theo thứ tự làm việc động Độ mở lớn để dòng khí dễ lưu thông - Năng lượng cung cấp cho hệ thống nạp xả làm việc tốn -Xupap mở để dẫn không khí hỗn hợp không khí nhiên liệu vào xi lanh kỳ hút Xupap xả mở thải khí cháy trời vào kỳ xả - Kỳ nén nổ xupap phải đóng kín để không bị lọt khí khỏi xi lanh Trang Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải -Việc đóng mở xupap yêu cầu phải thời điểm, đảm bảo nạp đầy thải - Các xupap phải bố trí để phun nhiên liệu đạt tới vùng cháy toàn phần, phải đủ cách xa khu vực chất làm nguội tuần hoàn tự Vị trí đường dẫn xupap cửa mở, đảm bảo thông khí cho động - Cơ cấu điều khiển van đòi hỏi chuyển động đặn cần điều khiển, dẫn cam cam, van điều chỉnh thời chuẩn van -Ít mòn ,tiếng kêu bé Dễ điều chỉnh sửa chữa, giá thành chế tạo rẻ b Yêu cầu hệ thống nạp: - Các đường dẫn khí vào xi lanh phải thiết kế đặc biệt để điều khiển lưu lượng, tốc độ chiều dẫn không khí Không phép có giao cắt, điều làm giảm hiệu suất thể tích - Cung cấp không khí nguội cho 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 vào xi lanh c Yêu cầu hệ thống xả: - Dẫn khí xả động không khí giảm hẳn tiếng ồn mức cách khử sóng áp lực khí xả Trong vài trường hợp, hệ thống xả phải có khả khử tia lửa 1.1.3.Phân loại cấu phân phối khí động đốt trong: Người ta phân cấu phân phối khí thành loại sau đây: a Cơ cấu phân phối khí dùng cam –xupap dùng phổ biến loại động đốt kết cấu đơn giản, điều chỉnh dễ dàng b Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt có ưu điểm tiết diện thông qua lớn khó chế tạo nên dùng động thông thường mà dùng động đặc chủng động xe đua c Cơ cấu phân phối khí dùng piston đóng mở cửa nạp thải động hai kỳ có kết cấu đơn giản, điều chỉnh sửa chữa, chất lượng trình trao đổi khí cao d Cơ cấu phân phối khí dùng phận điều khiển điện tử(ECM) tín hiệu đến cuận solenoid, loại thay dùng trục cam trung gian, cuộn solenid điện mở xupap Trang Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải 1.1.4 Nhận xét: - Động Diezen dùng phương án bố trí xupap treo dung tich buồng cháy động cơ, tỉ số nén cao Động xăng dùng xupap treo hay đặt, ngày thường dùng cấu phân phối khí xupap treo cấu phân phối khí có nhiều ưu điểm so với cấu phân phối khí dùng xupap đặt - Khi dùng cấu phân phối khí xupap treo, buồng cháy gọn, diện tích mặt truyền nhiệt nhỏ, giảm tổn thất nhiệt Đối với động xăng dùng cấu phân phối khí xupap treo buồng cháy nhỏ gọn, khó kích nổ nên tăng tỉ số nén lên thêm từ 0,5 – so với dùng cấu phân phối khí xupap đặt Nói cách khác chuyển từ cấu phân phối khí xupap đặt sang cấu phân phối khí xupap treo khả chống kích nổ tăng lên rõ rệt Cơ cấu phân phối khí xupap treo làm cho dạng đường thải thoát khiến sức cản khí động giảm nhỏ, đồng thời bố trí xupap hợp lý nên tăng tiết diện lưu thông dòng khí Những điều khiến cho hệ số nạp tăng lên 5% - 7% - Cơ cấu phối khí xupap treo có nhiều chi tiết bố trí thân máy nắp xylanh làm tăng chiều cao động Lực quán tính chi tiết tác dụng lên bề mặt cam đội lớn Nắp máy động phức tạp nên khó khăn chế tạo Tuy nhiên, xupap bố trí phần không gian xylanh dạng treo nên buồng cháy gọn Đây điều kiện tiên để có tỷ số nén cao giảm khả kích nổ động xăng Mặt khác, dòng khí lưu động bị ngoặt nên tổn thất nhỏ tạo điều kiện thải nạp đầy Vì ưu điểm nên cấu phối khí xupap treo phổ biến cho động xăng động diesel - Tuy cấu phân phối khí xupap treo tồn số khuyết điểm, khuyết điểm cấu dẫn động xupap phức tạp làm tăng chiều cao động Ngoài ra, bố trí xupap treo làm cho kết cấu nắp xilanh trở nên phức tạp, khó đúc Khi dùng cấu phân phối khí xupap đặt, chiều cao động giảm xuống, kết cấu nắp xilanh đơn giản, dẫn động xupap dễ dàng hơn, buồng cháy không gọn, diện tích truyền nhiệt lớn nên tính kinh tế động kém: tiêu hao nhiên liệu nhiều, tốc độ cao hệ số nạp giảm làm giảm mức độ cường hoá động Đồng thời khó tăng tỉ số nén, tỉ số nén động lớn 7,5 khó bố trí buồng cháy - Trong cấu phân phối khí xupap đặt, toàn cấu phối khí bố trí thân máy chiều cao động không lớn, thuận lợi bố trí Trang Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải phương tiện vận tải Số chi tiết cấu nên lực quán tính cấu nhỏ, bề mặt cam đội bị mòn Tuy nhiên khó bố trí cho buồng cháy gọn, số động người ta bố trí xupap nghiêng so với đường tâm xylanh không tổ chức buồng cháy gọn để có tỷ số nén cao thích hợp cho động Diesel Ngoài ra, buồng cháy không gọn nên dễ xảy kích nổ Do dòng khí nạp thải phải ngoặt lưu động nên hệ số nạp không cao Vì vậy, cấu phân phối khí xupap đặt thường dùng số động xăng có tỉ số nén thấp, số vòng quay không cao 1.2 Giới thiệu môt số hệ thống phân phối khí động đốt trong: 1.2.1 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 1-1), xupáp bố trí phía nắp máy Hệ thống nạp xả dùng hầu hết động diesel động cơ xăng có tỷ số nén cao Cơ cấu xupáp treo gồm: trục cam, đội, đũa đẩy, đòn gánh, lò xo, ống đẫn hướng đế xupáp Đối với cấu xupáp treo có trục cam đặt phía nắp máy Thì đũa đẩy mà thay vào xích bánh Và có đòn gánh Khi trục cam quay, cam truyền chuyển động tịnh tiến cho đội làm cho đũa đẩy chuyển động tịnh tiến làm cho đòn gánh quay quanh Trang Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải trục đòn gánh Đầu đòn gánh đè lên đuôi xupáp làm cho xupáp chuyển động tịnh tiến xuống mở cửa nạp xả để thực trình trao đổi khí Vào lúc cam không đôïi đội lò xo xupáp giãn ra, làm cho xupáp chuyển động lên đóng cửa nạp xả lại để thực trình nén, cháy, giãn nở sinh công Ở tư này, lúc máy nguội, đầu đòn gánh đuôi xupáp có khe hở, gọi “khe hở nhiệt” Nhờ nó, máy làm việc, nóng lên, xupáp có giãn nở, buồng đốt không bị hở nhiệt 1.2.2.Cơ cấu phân phối khí có xu páp đứng (xupáp đặt): Hình 1-2 Cơ cấu phân phối khí có xu páp đứng –đế xupap; – xupap; 3- ống dẫn hùng xupap; – lò xo xupap; – móng hãm hình côn; – đóa chặn lò xo; – bulông điều chỉnh; – đai ốc hãm; – đội; 10 – trục cam Cơ cấu phân phối khí có xupáp đứng trình bầy (Hình 1-2), loại thường dùng máy xăng Ở đũa đẩy, đòn gánh, đội trực Trang Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải tiếp truyền động cho xupap Thay đổi chiều cao tuyệt đối đội bu lông ốc hãm điều chỉnh khe hở nhiệt Loại hệ thống nạp xả có xupáp đứng làm tăng diện tích buồng đốt chi tiết so với loại xupáp treo độ tin cậy làm việc loại cao hệ thống nạp xả có xupáp treo Và an toàn loại xupáp treo, giả sử móng hãm xupáp có tuột ra, xupáp cung không rơi vào xylanh, không gây hư hỏng cho piston, xy lanh đặc biệt khi động làm việc 1.2.3.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 nắp xupáp 1–xupáp xả; 2–lò xo xupáp; 3–trục cam; 4–đóa tựa; 5–bulôn g điều chỉnh; 6–thân xupáp rỗng; 7–vành tựa; 8–mặt trụ; 9–đóa tựa lò xo; Cơ cấu phân phối khí có trục cam truyền động trực tiếp cho xupáp thể hình vẽ (Hình 1-3) trục cam đặt nắp xylanh, cam trực tiếp điều khiển việc đóng, mở xupáp, không qua đội, đũa đẩy, đòn gánh …… Tuy nhiên hệ trục hai cặp bánh côn có phức tạp, chế tạo khó, có ưu điểm làm việc êm hơn, gây tiếng ồn Bởi cấu chi tiết làm việc theo chuyển động tịnh tiến có điểm dừng trường hợp có đòn gánh đũa đẩy Loại có xupáp rỗng, ghép Bulông giúp ta điều chỉnh chiều dài xupáp, cho phép điều chỉnh khe hở nhiệt (giữ mặt tựa cam đuôi xupáp) Trang Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải Tuy nhiên, xupáp xả thường làm việc nhiệt độ tới (300 – 400)0C đường ren dễ bị kẹt han rỉ, điều chỉnh bu lông khó.Lò xo xupáp có hai có độ cứng khác nhau, chiều quấn ngïc có chiều dài Nhờ tránh cộng hưởng nên bền lâu Với máy nhỏ người ta đúc liền khối, không điều chỉnh khe hở nhiệt Trong trường hợp này, nhà chế tạo để khe hở nhiệt lớn chút, mòn lớn hơn, nên có tiếng gõ máy làm việc, cấu tạo đơn giản, làm việc an toàn 1.2.4 Cơ cấu phân phối khí có trục cam đặt nắp xylanh có đòn gánh: Van mở Khí nạp Hình 1-4 Sơ đồ cấu phân phối khí có trục cam đặt nắp xylanh có đòn gánh Cơ cấu phân phối khí có trục cam đặt nắp xylanh có đòn gánh thể hình vẽ (Hình 1-4) Trục cam đặt nắp xylanh, cam không trực tiếp tỳ vào xupáp mà thông qua đòn gánh số Chuyển động từ trục khuỷu cho trục cam xích Điều chỉnh khe hở nhiệt thực nhờ vít điều chỉnh ốc hãm đầu đòn gánh 1.2.5 Cơ cấu phân phối khí điều khiển điện tử: a Sơ đồ nguyên lý tổng quát: Hệ thống điều khiển đông theo chương trình bao gồm cảm biến kiểm soát liên tục tình trạng hoạt đông động cỏ, ECU tiếp nhận Trang 10 Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải lượng có bơm Động hoạt động chậm bướm ga đóng nhiều, lãng phí lượng lớn Valvetronic giảm tối thiểu mát bơm giảm bớt tăn g lên trục van số lượng không khí vào buồng cháy So với động cam đôi kiểu cũ với xuất bánh lăn có phận định hướng, valvetronic sử dụng thêm trục lệch tâm, mô tơ điện số cần đẩy (đòn gánh) trung gian, mà dẫn động đóng mở xupáp Nếu đòn gánh đẩy xuống sâu, van nạp bị đẩy xuống vị trí mở xupáp lớn làm cho tiết diện lưu thông qua van lớn Như vậy, valvetronic c khả nạp nhiều, thơ gian nạp dài ó øi (hành trình van lớn) trình nạp đầy hoàn toàn, tiết diện lưu thông nhỏ (hành trình van ngắn ) tuỳ thuộc vào vị trí định trước động c Những thông số hoạt động hệ thống: * Hành trình lên xuống van thay đổi khoảng từ (0 ÷9,7) mm * Sự điều chỉnh trục vít, bánh vít từ vị trí xa đến vị trí khác khoảng thời gian 0,3 (s) * Kết hợp với kỹ thuật thời điểm chuẩn điều khiển van gác trục cam tới trục khuỷu điều chỉnh lên tới 60 độ * Cánh tay đòn trung gian có sai số lớn 0,008 (mm) Những cam điều khiển trục lệch tâm thiết bị có sai số khoảng vài phần trăm millimeter d Ưu điểm hệ thốn g: Trong động Valvetronic hệ thống làm mát nước qua nắp xylanh kết nước làm mát giảm xuống 60% Do kích cỡ bơm nước làm mát giảm nửa, làm giảm bớt tiêu hao lượngdo làm mát 60% Bộ dấn hướng trợ lực dầu sởi nón g nhanh chóng, giảm bớt công suất sử dụng bơm nước Hệ thống làm mát nước dầu gia tăng, trao đổi nhiệt độ dầu nước tăng cường, ổn định làm giảm nhiệt độ c a dầu ủ xuống 30% Hiệu động Valvetronic nhanh chóng đạt tốc độ động 6000 vòng/phút, lò xo xupáp đảm bảo đủ độ cứng yêu cầu Những lò xo xupáp cứng dẫn đến mát ma sát lớn Trang 65 Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải Hình 4-17: a Hệ thống Valvetronic động chữ V; b Hệ thốg n Valvetronic động thẳng đứng 4.4./.CƠ CẤU MIVEC ( MITSUBISHI INOVATIVE AND LIFT ELECTRONIC CONTROL) hãng MITSUBISHI: Mivec hãng MITSUBISHI nghiên cứu đưa vào sử dụng Các chi tiết máy ba vị trí làm việc MIVEC đựoc giơi thiệu hình Mỗi xupap dẫn động hai cam gồm cam hành trình lớn cam hành trình nhỏ đòn bẩy dạng chữ T bố trí piston đội thủy lực Trang 66 Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải Hình 4.18:Hệ thống MIVEC Piston đội lớn có lò xo để đẩy vào làm cho đòn bẩy chữ T không ăn khớp với tay đòn Piston đội thủy lực nhỏ lò xo đẩy phía khiến tay đòn ăn khớp với đòn bẩy chữ T chuyển động xupap Hệ thống bôi trơn cung cấp dầu cho piston thủy lực qua van điều khiển ECU ( Engine control Unit ) Hình 1a mô tả vị trí cam lớ làm việc, lúc dầu đ vào phía n i piston thủy lực cam lớn đẩy phía gai tay đòn, dầu ø vào phía của piston thủy lực đội nhỏ đẩy vào phía làm cam hành trình nhỏ không tham gia với xupap Trang 67 Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải Hình 4.19:Hệ thống MIVEC Theo nguyên lý hình biểu diễn sơ đồ làm việc của cấu cam lớn không làm việc có cam hành trình nhỏ làm việc Hình 1c cam nhỏ cam lớn không làm việc lúc xupap vị trí đóng xylanh không làm việc Hệ thống MIVEC phối hợp làm việc động bốn kì, bốn xilanh sau: *Hai xylanh không làm việc ( xupap đóng ) có xylanh làm việc với hành trình xupap nhỏ *Tất xylanh 1, 2, v làm việc với hà trình xupap nh nhỏ ( cam lớn không làm việc ) *Tất xylanh đèu làm việc với hành trình xupap lớn 4.5./.Cơ cấu VARIO CAM PLUS hãng PORSCHE : Những xe thể thao man nhãn hiệu PORSCHE no g åi tiếng giới Động xe PORSCHE 911 sáu xilanh nằm ngang tăng áp sử dụng hệ thống VARIO CAM PLUS Cơ cấu cho phép thay đổi góc làm việc xupap mà hành trình xupap theo chế độ tải động Hình 4.20: Cấu tạo hệ thống phân phối khí kiểu VARIO CAM PLUS 1: Xupap; 2: Lò xo xupap; 3: Đóa chặn; 4: Lò xo điều khiển đuôi xupap; 5:Đuôi xupap; 6: Bulông; 7: Cơ cấu điều khiển; 8: Đóa xích Trang 68 Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải Cơ cấu thay đổi góc làm việc xupap dựa nguyên lý dịch chuyển ăn khớp bánh Khi bánh nghiêng phía tác dụng piston thủy lực chuyển động dọc trục buộc bán h nghiêng phía chuyển động quay tương đối góc làm cho trục cam có xu hướng mở xupap sớm Trục cam có hai cam lớn cam nhỏ có tác dụng trực tiếp vào đội kép Mỗi xupap cấu VARIO CAM PLUS dẫn động đội kép gồm hai đội lắp lắp đồng tâm trượt tương Hình 4.21:Quá trình hoạt động cấu Vario Cam Plus Con đội tiếp xúc với cam hành trình nhỏ lắp phía đội tiếp xúc với cam hành trình lớn lắp phía Khi chốt thuỷ lực có đường kính 11mm vị trí tháo ( dịch chuyển sang trái ) thìa cam có hàn h trình nhỏ tác dụng vào đội phía trong, lúc hai đội có chuyển động tương đối xupap làm việc với hành trình nhỏ Khi chốt vị trí cài ( dịc chuyển sang phải ) độ nhỏ lớn h i cài chặt lúc xupap làm việc với hành trình lớn Cơ cấu dùng trục cam thời điểm biến đổi để mở xupap nạp sớm tốc độ cao (hình 4.21) Nó có nối mềm đóa trục cam trục cam Sự nối bao gồm piston thuỷ lực hoạt động áp lực dầu động va điều khiển dầu hoạ động cuộn n t Trang 69 Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải solenoid Khi phận điều khiển điện tử (ECM) chuye tín hiệu đến ån cuộn solenoid để đóng van, áp lực dầu ép piston hướng tới trước (hướn g trục cam hình 2.21) Khi piston chuyển động, bánh piston trượt lên đường bánh xoắn Điều làm dịch chuyển dầu trục cam tăng thời điểm trục cam khoảng 100, m xupap nạp mở sớm Cách khác để thay đổi thời điểm thay dùng trục cam, cuộn solenoid điện mở xupap Mỗi solenoid đặt để piston tì vào đầu xupap Các cảm biến gởi thông tin tốc độ tải biến đổi khác động đến ECM động Khi định thời điểm để mở xupap Tại thời điểm xác, ECM gởi tín hiệu điện đến cuộn solenoid Điều tiếp thêm năn g lượng cho cuộn solenoid piston kéo dài mở xupap Tại tốc độ động cao hơn, ECM mở xupap sớm giữ chúng mở lâu 4.6./.Cơ cấu Vane Cam: Năm 1998 VW thông báo cấu dịch chuyển góc làm việc trục cam hoàn toàn gọi VANE CAM sử dụng động V5 Cơ cấu VANE CAM dựa trê nguyên lý động thủy lực có n chuyển động lắc nhờ chênh lệch áp suất dầu hai phía cánh ro-to Stato vỏ động thủy lực dẫn động từ trục khuỷu qua bánh xích đai Trang 70 Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải Hình 4.22 Cơ cấu VANE CAM Dầu cung cấp cho hệ thống thủy lực lấy từ hệ thống bôi trơn qua van điều khiển Ở động VW trục cam quay góc tương đối 500 cam nạp 22 cam xả Hệ thống VANE CAM sử dụng thành công động V12 xe AUDI A8 xe thể thao cao cấp có đặc tính gi tốc cao Thời gian tang tốc từ – 100 a ê km/h 5,8 giây, từ – 200 km/h 20 giây Nhờ cấu dịch chuyển cam nên suất tiêu thụ nhiên liệu chế độ tải trọng nhỏ động giảm cách rõ rệt ( giảm từ 394g/kWh xuống 374g/kWh ) 4.7/.Cơ cấu dịch chuyển góc phối khí xích : Cơ cấu dịch chuyển góc phối khí xích nhờ guốc thủy lực căng xích, đựoc sử dụng phổ biến xe hãng AUDI, VW … vào năm 1995 loại động bốn sáu xilanh, xilanh có xupap xe AUDI V8, 3.7L 4.2L Cơ cấu dịch chuyển căng xích mạch thuỷ lực điêu khiển cấu, trục cam xả dẫn động trục khuỷu qua đai Dẫn động trục cam nạp thực từ trục cam xả qua xích Trục cam nạp có góc xoay tương đối nhờ chênh lệch áp suất hai phía thuộc piston dịch chuyển Hình 4.23.Cơ cấu dịch chuyển góc phố i khí xích Trang 71 Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải 4.8./.Cơ cấu EMVT ( Elictromechanical Valve Train ): Cơ cấu phối khí EMVT cấu điều khiển xupap điện Nó không giống cấu điều chỉnh xupap khác, việc thay đổi hành trình xupap pha phối khí hoàn toàn điện thông qua ECU Cơ cấu không sử dụng bướm tiết lưu ( Bướm ga ) để thay đổi lượng hỗn hợp xilanh Ở hệ thống phối khí EMVT người ta không cầ trục cam, n đội, đòn gánh … cấu truyền động từ trục khuỷu đến trục cam Việc đóng mở xupap nhờ lực lò xo từ trương nam châm ø điện Như thời gian đóng mở phụ thuộc vào chương trình định sẵn lực đóng mở phụ thuộc vào khối lượng chuyển động xupap Cơ cấu có hai từ trường nhằm bảo đảm đóng mở xupap hoàn chỉnh Để ứng dụng EMVT vào động phải giải hàng loạt nhiệm vụ : tính ECU phải có phạm vi hoạt động rộng, hệ thống cung cấp điện cho cấu phối khí EMVT có công suất từ 1,7 – KW, cần thiết kế cấu Valve Control Unit thích hợp Hình 4.24 Cơ cấu EMVT 4.9./.Cơ cấu EVHS ( Electrohydrolic Valve Control System ): Trang 72 Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải Hệ thống phối khí EVHS sử dụng nguyên lý điều khiển điện - thủy lực hãng Daimler Benz sử dụng xe h hãng ệ Nó cho phép thay đổi hành trình pha phối khí xupap theo chế độ tải động Ưu điểm bật hệ thống chuyển động xupap thực van từ trường áp suất dầu theo chương trình tính toán sẵn điều khiển ECU Hình 4.25 Cơ cấu EVHS 4.10./ Hệ Thống Điều Khiển ca phân phối khí Kiêûu Thuy áu û Lực (Hydro-Mechanical Valve Train) HMVT: a Nguyên lý: Nguyên lý HMVT trình bày sơ đồ d i Sơ đồ ướ nêu ấn tạo áp lực trước, nối vào ống dầu tuần hoàn bôi trơn động thiết kế với van nạp Xupap hút mở (Intake Valve Open: IVO), Xupap hút nâng(Intake valve lift: IVL), Xupap hút đóng (Intake valve closing: IVO) Trang 73 Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải Hình 4.26.Sơ đồ nguyên lý Các phận chính: (1)Bơm thuỷ lực không thay đổi.(2)Van chiều vào bơm(3)Cửa đóng thoát bơm(4)Bộ điều khiển mở xupap(5)Van mở chiều (6)Bộ điều khiển đón g xupap(7)Các van đóng chiều(8)Kích nâng thủy lực cho xupap (9)Đường ống áp lực thấp (10)Đường ống áp lực cao (23)Các van điều khiển hươ g mở xupap (35)Các van điều khiển hướ ùn ng đóng xupap Sơ đồ cho thấy bơm dầu bôi trơn áp lực (39) động đốt (41) đường ống dẫn dầu tuần hoàn bôi trơn cho động (40) * 1) Không có van hoạt động: Bơm thuỷ lực không đổi (1) khởi động hoạt động quay theo vận tốc tương ứng với trục khuỷu hút dầu vào từ đường ống dẫn dầu áp lực (40) động (41) chảy ngang qua van chiều (2), tống qua phần điều khiển đầu (3) vào nơi chứa dầu động * 2) Một van mở ra:Bộ phận điều khiển mở xupap(4) nối vào ống van mở với đầu bơm không cho đầu bơm nối với van khác chúng đóng (chỉ có van điều khiển hướng mở xupap (23) mở mà thôi) * 3) Van chuyển sang vị t í mở: Trong van mở vẫ r n tình trạng chọn phận điều khiển mở xupap (4), phận điều chỉnh cửa (3) đóng đầu bơm lại cho dầu bị ép chảy đến nâng thủy lực (8) khoảng thời gian cần để nâng van lên Trang 74 Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải đến độ cao mong muốn Khi đạt đến độ cao cần thiết, điều khiển đầu bơm (3) mở lại lần van chọn kết thúc việc mở * 4) Van giữ trạng thái mở: Van mở chiều (5) van chọn giữ trạng thái mở sau * 5) Van chuyển sang trạng thái đóng: Bộ điều khiển đóng xupap (6) mở ra, đưa nâng thủy lực (8) van mở nối vào với đầu vào bơm thủy lực (1) p suất đầu vào bơm tăng đột ngột cao áp suất ống dẫn dầu cho động van chiều đầu vào bơm (2) tống dầu chứa nâng thuỷ lực van (8) vào bơm đầu vào nó, bơm phục hồi lại lượng dự trữ van lò xo b./ Bố Trí: Việc cải tiến thực HMVT cách bố trí hoàn toàn theo thuỷ lực Các cửa đóng khác van kiểm soát hướng phải bôi dầu cho trơn với van solenoid, mục tiêu kỹ thuật HMVT không cần phận Hình 4.27:Hệ thống điều khiển thuỷ lực Như thế, định đưa để lắp ráp trục (13) truyền động theo vận tốc trục cam trục khuỷu động thông qua việc sử dụng Trang 75 Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải puli (42) truyền động để làm quay bơm thuỷ lực không thay đổi (1), góc pha điều chỉnh cửa đóng theo thời gian (3), mở xupap (4) gắn vào phận thay đổi pha cửa đóng, chọn đóng xupap (6), góc pha chúng thay đổi theo Các yếu tố khác thể hình (4.27) trình bày sơ đo hệ thống phần “nguyên lý’ - Các van chiều vào bơm (2) - Các van kiểm soát hướng mở xupap (4 hướng van) (23) - Các van kiểm soát hướng đóng xupap (4 hướng van) (35) Kích nâng thuỷ lực van hình c Những lợi Hệ thống thuỷ lực so với Hệ thống điều khiển khác: Xupap Hoạt Động Dựa Theo Cam Pha cam (xupap chuyển động Những thuận lợi HMVT định thời thông thường) - Kiểm soát nâng - Thay đổi mặt cam liên tục hay - Kiểm soát thời gian mở (kiểm ngắt quãng (như VANOS soát IVO độc lập với IVC) BMV, VVT-I Toyota, Variocam Porche, v.v…) Pha cam + đổi cam: Những thuận lợi HMVT - Trục cam với số mặt cam -Kiểm soát nâng liên tục (ngược Trang 76 thiết bị đổi cam làm thay với mức cho thay đổi cam).- Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải Trang 77 Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải * Thiết Bị Không Cam: Cơ điện Những thuận lợi HMVT - Bộ điều chỉnh van điện (như -Tốc độ nâng tương ứng với tốc độ Sagem, Siemens, FEVÉ trục khuỷu -Tiến độ ồn -Kiểm soát nâng xác -Tiêu thụ lượng -Đáng tin cậy -Kích thước tổng thể Điện thủy lực: Những thuận lợi HMVT Bộ điều chỉnh van thuỷ lực điều -Các van đẩy theo học (không có khiển van theo cuộn solenoic (như cuộn solenoic): van động học không Sturman DHOS – Siemens, Lotus thay đổi, dự phòng tăng dần, đáng Actiove Valve Train,v.v…) tin cậy mạnh - Không có vận hành điện ngoại trừ thay đổi kết hợp IVO / IVL / IVC * Thiết bị kết hợp: Cam + truyền thuỷ lực Những thuận lợi HMVT - (Như Renault PSA – PREDIT - Không có van đẩy thuỷ lực project 1990-1995, FIAT) van solenoic - Kiểm soát dễ dàng xác - Thời gian mở, xupap dài tối đa Trang 78 Đề tài tốt nghiệp GVHD: ThS Mai Sơn Hải Trang 79 ... hỗn hợp khí vào xylanh Nếu xupap nạp mở sớm tốc độ cao, hỗn hợp khí khởi động vào sớm xylanh nhận nhiều II/:PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ VVT-I: ... ……………………… Phân tích đặc điểm, cấu tạo hệ thống thay đổi thời điểm phối khí VVT-I ……………………………………………………………………………… a .Nguyên lý hoạt động: ………………………………………………………………………………… b Cấu tạo cấu VVT-I: ……………………………………………………………………... THAY ĐỔI THỜI ĐIỂM PHỐI KHÍ VVT-I: a./ .Nguyên lý hoạt động: Hệ thống VVT-I kó thuật thay đổi thời điểm phối khí phát triển TOYOTA Hệ thống VVT-I thay hệ thông VVT đơn giản vào năm 1991 động 4A-GE