Mục lục:

• VTEC – Khóa chặn cò điều khiển
• Valvetronic – Xu-páp điều khiển điện-cơ biến thiên vô cấp
• Multiair – Xu-páp điều khiển điện-thủy lực biến thiên vô cấp
• VarioCam Plus – Xu-páp điều khiển điện-thủy lực biến thiên
• Valvelift – Xu-páp điều khiển cơ-thủy lực biến thiên

Hiệu chỉnh các van xu-páp trực tiếp trên bộ điều khiển van. Thời gian mở và tiết diện mở của xu-páp được thích ứng với tình trạng vận hành của động cơ

Thời gian mở của xu-páp được thay đổi qua biên dạng của cam, trong khi tiết diện mở của xu-páp được thay đổi qua độ cao của cam.

VTEC – Khóa chặn cò điều khiển

Việc chuyển dạng của cam có thể được thực hiện, thí dụ bằng cách khóa chặn cò điều khiển:

Ba cò gánh được bố trí về phía nạp và phía thải. Mỗ cò gánh được điều khiển bởi một cam riêng.

Biên dạng cam (Vấu cam) kích hoạt hai cò gánh ngoài cùng khác với vấu cam cho cò gánh bên trong. Qua đó những đại lượng sau đây có thể thay đổi được khi vận hành xu-páp:

• Độ trùng lặp xu-páp
• Khoảng thời gian mở xu-páp
• Tốc độ mở xu-páp
• Độ nâng xu-páp

Kích hoạt xu-páp

Vị trí chuyển mạch 1:

Cò gánh được mở khóa. Lò xo hồi chuyển giữ hai chốt khóa A và B ở vị trí mở khóa. Xu-páp được kích hoạt qua 2 cò gánh ngoài. Điều này sinh ra độ nâng xu-páp nhỏ, khoảng thời gian mở xu-páp ngắn hơn. Vị trí chuyển mạch này thích hợp cho tốc độ quay thấp.

Vị trí chuyển mạch 2:

Tại điểm chuyển mạch, van điện từ mở do một tín hiệu từ bộ điều khiển động cơ. Áp suất dầu động cơ tác động lên chốt khóa A. Do đó 2 chốt khóa A và B bị đẩy sang bên phải, chống lại lực lò xo hồi chuyển và khóa chặn cả 3 cò gánh lại với nhau. Ở vị trí này các xu-páp được vấu cam giữa (có độ nâng xu-páp lớn nhất và thời gian mở xu-páp dài nhất) kích hoạt. Vị trí chuyển mạch này thích hợp cho tốc độ quay cao.

Valvetronic – Xu-páp điều khiển điện-cơ biến thiên vô cấp

Độ nâng xu-páp và góc mở xu-páp được thay đổi vô cấp.

Cấu tạo:

Truyền động xu-páp bằng điện-cơ biến thiên vô cấp gồm có:

• Hiệu chỉnh trục cam biến thiên, thí dụ Vanos
• Mô-tơ điện điều khiển độ mở xu-páp

Điều khiển độ mở xu-páp: Trục cam nạp tác động lên một cò giữa. Phần dưới nghiêng của cò giữa kích hoạt cò gánh, mở xu-páp. Khi trục cam quay, cò giữa dịch chuyển qua lại giữa cam và lò xo hồi chuyển.

Động cơ dẫn động quay trục lệch tâm làm thay đổi vị trí tâm quay. Vị trí tâm quay của trục lệch tâm xác định độ dịch chuyển qua lại và qua đó xác định độ nâng xu-páp.

Ưu điểm. Việc điều chỉnh độ nạp khí được thực hiện qua tiết diện mở xu-páp. Có thể không cần đến van tiết lưu, do đó không xảy ra thất thoát do van tiết lưu sinh ra.

Multiair – Xu-páp điều khiển điện-thủy lực biến thiên vô cấp

Độ nâng xu-páp, thời gian mở xu-páp và số lần nâng của xu-páp nạp có thể được thay đổi vô cấp (multiair).

Cấu tạo

Truyền động xu-páp bằng điện-thủy lực biến thiên vô cấp gồm có:

• Trục cam thải với vấu cam bổ sung và cò gánh lăn
• Bộ phận bơm
• Van điện từ
• Buồng dự trữ và bộ tích áp
• Cảm biến nhiệt
• Phanh thủy lực
• Điều chỉnh khe hở xu-páp bằng thủy lực

Trục cam thải với vấu cam bổ sung và cò gánh lăn: Vấu cam bổ sung trên trục cam thải kích hoạt một bộ phận bơm qua cò gánh lăn.

Bộ phận bơm: tạo ra áp suất dầu trong buồng cao áp.

Van điện từ: Van dẫn hướng 2-2 mở và đóng buồng cao áp được điều khiển với một thiết bị điều khiển. Ở trạng thái tĩnh, van này mở và vấu cam bổ sung chạy trên vòng tròn cơ bản. Qua đó buồng cao áp và trung áp có thể được nạp đầy dầu.

Buồng dự trữ và bộ tích áp: Việc cung cấp dầu từ hệ tuần hoàn dầu động cơ được thực hiện qua 2 bộ phận này. Áp suất trong bộ tích áp vào khoảng 150 bar.

Cảm biến nhiệt: Là một điện trở nhiệt với hệ số nhiệt nghịch (NTC). Cảm biến nhiệt truyền nhiệt độ dầu động cơ đến thiết bị điều khiển. Nhiệt độ dầu động cơ là một đại lượng đặc trưng cho độ nhớt của dầu động cơ. Nó ảnh hưởng đáng kể đến tính năng chuyển động của xu-páp, thí dụ khi khởi động lạnh hay khi động cơ vận hành nóng.

Phanh thủy lực: có nhiệm vụ hãm xu-páp nạp vào cuối quá trình đóng.

Nguyên lý hoạt động:

Một vấu cam bổ sung trên trục cam thải kích hoạt bộ phận cò gánh lăn. Bộ phận bơm tạo ra áp suất dầu cao trong buồng cao áp.

Mở xu-páp: Nếu van điện từ đóng, áp suất dầu tác động qua piston của phanh thủy lực lên xu-páp nạp. Xu-páp được mở.

Đóng xu-páp: được thực hiện qua việc mở van điện từ điều khiển áp suất trong buồng cao áp vào buồng dự trữ hay bình chứa áp tùy theo nhu cầu. Qua đó có thể kích hoạt xu-páp nạp không phụ thuộc vào biên dạng của xu-páp bổ sung (Hình dưới).

Qua một lỗ khoan tiết lưu, phanh thủy lực ngăn cản xu-páp va đập quá nhanh. Vì thế tránh được tiếng ồn và hư hỏng xu-páp nạp. Tùy vào sự đòi hỏi về tải và tốc độ quay mà độ nâng xu-páp, thời gian mở xu-páp và số lần nâng của xu-páp nạp được điều khiển (Hình dưới).

Các khả năng điều khiển xu-páp nạp

Ta phân biệt:

• Mở xu-páp hoàn toàn (full lift) – đạt được hiệu suất tối đa, thí dụ chạy trên xa lộ
• Mở xu-páp trễ (late valve opening, LVO) – cải thiện giai đoạn khởi động
• Đóng xu-páp sớm (early valve closing, EVC) – cải thiện việc nạp khí suốt quá trình tải từng phần
• Nâng nhiều lần (multi lift) — cải thiện quá trình cháy ở phạm vi thấp của tải từng phần, thí dụ khi kẹt.

Mở xu-páp hoàn toàn (full lift): Khi van điện từ còn đóng, áp suất cao của thiết bị bơm tác động lên piston của phanh thủy lực. Độ nâng piston tương ứng với độ nâng xu-páp vì dầu thủy lực lúc này hoạt động như chất rắn.

Mở xu-páp trễ (LVO): Van điện từ chỉ đóng đường lưu thông đến buồng dự trữ khi cam bổ sung đã tạo xong độ nâng. Qua đó áp suất trong buồng cao áp được tạo ra trễ hơn. Xu-páp nạp mở trễ hơn và đóng sớm hơn.

Đóng xu-páp sớm (EVO): Tùy thuộc vào tình trạng tải, van điện từ mở đường lưu thông đến buồng dự trữ sau khi áp suất tích tụ xong trong buồng cao áp. Áp suất tác động xu-páp nạp giảm đi, lò xo xu-páp đóng xu-páp nạp lại. Qua đó thời gian mở xu-páp có thể thích ứng vô cấp với mỗi trạng thái tải. Thí dụ xu-páp nạp đóng sớm hơn ở khu vực tải thấp vì cần ít hỗn hợp nhiên liệu khí. Ở khu vực tải cao, nơi cần nhiều hỗn hợp nhiên liệu khí hơn, xu-páp nạp giữ mở lâu hơn.

Nâng nhiều lần (multi lift): Van điện từ mở và đóng xu-páp nạp không phụ thuộc vào độ nâng và biên dạng của cam bổ sung.

VarioCam Plus – Xu-páp điều khiển điện-thủy lực biến thiên

Góc mở xu-páp và độ nâng xu-páp được hiệu chỉnh bằng thủy lực.

Cấu tạo:

Truyền động xu-páp bằng thủy lực thay đổi được gồm VarioCam và một bộ phận dịch chuyển độ nâng xu-páp qua chén đội được kích hoạt bằng thủy lực.

VarioCam: Với thiết bị này, góc mở xu-páp hiệu chỉnh được với một góc đến 30 °GQTK

Dịch chuyển độ nâng xu-páp: được thực hiện với chén đội kích hoạt bằng thủy lực. Van điện từ được kích hoạt bởi một thiết bị điều khiển điện tử, qua đó chén đội được cung cấp áp suất dầu cần thiết.

Chén đội bị khóa: Khi đó chén đội trong và ngoài bị khóa bởi một chốt.

Chén đội không khóa: Khi áp suất dầu hạ xuống dưới một trị số nhất định, lực lò xo mạnh hơn đẩy chốt khóa trở về điểm ban đầu.

Valvelift – Xu-páp điều khiển cơ-thủy lực biến thiên

Góc mở xu-páp được kích hoạt bằng thủy lực, độ nâng xu-páp được kích hoạt bằng cơ điện.

Cấu tạo

Truyền động xu-páp gồm một thiết bị được kích hoạt bằng thủy lực để hiệu chỉnh góc mở xu-páp và một thiết bị được kích hoạt bằng cơ điện để chuyển mạch đẩy xu-páp.

Thay đổi độ nâng xu-páp: được thực hiện qua phần tử tác động với một chốt kim loại được điều khiển bởi bộ điều khiển. Chốt kim loại, di chuyển do kích hoạt điện từ, khớp vào trong một rãnh trượt dạng xoắn của thỏi cam. Thỏi cam với khớp răng bên trong được đẩy dọc trục trên trục cam nạp có khớp răng ngoài. Sau khi dịch chuyển, qua hình dạng tương ứng của nền rãnh, chốt kim loại được đẩy bằng cơ lực trở về khởi điểm. Việc hồi chuyển về vị trí ban đầu của khối cam được thực hiện qua một phần tử tác động thứ 2, với chốt kim loại và rãnh trượt phụ thuộc ở phía đối diện của thỏi cam.

Trục cam nạp – nâng một phần: Được kích hoạt khi khởi động động cơ, động cơ không tải, giảm tốc, tắt động cơ, hoặc nhu cầu mô-men xoắn nhỏ và tốc độ quay 3.100 v/ph. Chiều dài đoạn đẩy từng phần là 6,35 mm.

Trục cam nạp – nâng toàn phần: Được kích hoạt khi tốc độ quay > 3.100 v/ph hay mô-men xoắn lớn hơn một mức giới hạn nhất định (điều khiển điện tử qua thông số lập trình sẵn). Chiều dài độ nâng toàn phần là 10 mm.