GÓC KỸ THUẬT - TÌM HIỂU HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ VALVETRONIC | Cộng đồng Kỹ thuật cơ điện Việt Nam EBOOKBKMT

1. Lịch sử phát triển của hệ thồng valvetronic

Như chúng ta đã biết hệ thống vanos mới chỉ thay đổi dược thời điểm phối khí mà chưa tác động sâu vào độ nâng xupap. Do đó BMW tiếp tục phát minh ra hệ thống Valvetronic và xuất hiện lần đầu trên mẫu xe BWM 316ti 4 xylanh nhỏ gọn vào tháng 6 năm 2001 và hiện nay được xử dụng rộng rãi trên các mẫu BMW 3-series.

Động cơ ứng dụng công nghệ Valvetronic được trang bị hệ thống máy tính quản lý có bộ xử lí 40-megahertz, 32 bit trên xe và là động cơ đầu tiên trên thế giới không sử dụng bướm ga.

Tại sao phải sử dụng hệ thống valvetronic?

Hệ thống Valvetronic là một hệ thống nâng van biến thiên của BMW, kết hợp với thời gian van biến thiên, cho phép điều chỉnh vô hạn thời gian và thời gian của van nạp. Hệ thống tuyên bố sẽ cải thiện nền kinh tế nhiên liệu và khí thải, và phủ nhận sự cần thiết của một bộ tiết lưu trong sử dụng thường xuyên.

2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc.

Cấu tạo của hệ thống phân phối khí Valvetronic

Trục cam: có cấu tạo như một trục cam của động cơ thông thường nhưng các vấu cam không tác dụng trực tiếp lên cò mổ mà thông qua cơ cấu thay đổi độ nâng xupap.

Cơ cấu thay đổi độ nâng xupap: gồm trục lệch tâm, các đòn dẫn và lò xo. Khi mô tơ quay sẽ làm trục lệch tâm quay theo, do được chế tạo lệch tâm nên khi quay nó sẽ làm thay đổi điểm tựa của các đòn gánh do đó làm thay đổi sự tác dụng của trục cam làm thay đổi độ nâng xupap. Lò xo đảm bảo cho đòn dẫn luôn tiếp xúc với cam.

Mô tơ điện: là loại mô tơ điện một chiều có tác dụng xoay trục lệch tâm, được truyền động qua trục lệch tâm thông qua bộ truyền giảm tốc trục vít bánh vít. Trục vít gắn trên mô tơ và bánh v ít gắn trên trục lệch tâm.

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của Valvetronic dựa trên sự thay đổi vị trí của đòn dẫn hướng để sự tác dụng của vấu cam lên đòn gánh thay đổi làm độ nâng xupap biến thiên.

Xupap đóng hoàn toàn: mô tơ điện quay trục lệch tâm ở vị trí đóng hoàn toàn, tuy lúc này vấu cam vẫn tác dụng lên đòn dẫn nhưng ở vị trí này đòn dẫn không tác dụng lên đòn gánh nên kết quả đòn gánh không tác dụng vào đuôi xupap làm xupap đóng hoàn toàn

Có thể ứng dụng vị trí xupapa đóng hoàn toàn trong hệ thống xylanh biến thiên (ngắt một số xylanh khi không cần thiết như ở động cơ V6 thực hiện việc điều khiển chế độ hoạt động 3 hoặc 6 xylanh). Khi ở chế độ tải nhẹ và không cần công suất và moment lớn sẽ ngừng hoạt động các xupap hút của dãy động cơ phía trước. Khi đó mức tiêu thụ nhiên liệu sẽ giảm đi

Khi tốc độ động cơ thấp, tải nhẹ và trung bình: tín hiệu từ các cảm biến như tốc độ động cơ, tải, nhiệt độ và nước làm mát, vị trí bàn đạp ga gửi về hệ thống điều khiển sau đó hệ thống tính toán và điều khiển mô tơ điện quay làm trục lệch tâm theo lúc này vấu cam tác dụng vào đòn dẫn➙ đòn gánh➙ xupap làm xupap mở với hành trình nhỏ➙ tiết diện lưu thông nhỏ➙ hòa khí vào xylanh ít➙ công suất động cơ nhỏ.

Khi tốc độ động cơ cao hay tải nặng: mô tơ quay trục lệch tâm ở vị trí mở lớn nhất do đó độ nâng xupap là lớn nhất làm cho tiết diện lưu thông qua các xupap lớn nhất nên hòa khí nạp vào xylanh nhiều hơn, thời gian nạp dài hơn kết quả công suất và moment động cơ tăng đáp ứng kịp thời các chế độ hoạt động của động cơ.

3. Ưu điểm và nhược điểm của valvetronic với các hệ thống khác

Valvetronic là hệ thống tự động điều chỉnh hoà khí của động cơ thông qua cơ cấu phun xăng đa điểm và độ mở xu-páp biến thiên. Sự khác biệt giữa Valvetronic và các công nghệ phun xăng đa điểm khác là Valvetronic không sử dụng bướm ga cơ khí để điều khiển lượng hoà khí cho động cơ mà dùng chính cơ cấu xu-páp có độ mở biến thiên làm nhiệm vụ đó.

Hệ thống phun xăng thông thường dùng bướm ga để điều chỉnh lượng gió (hoặc hoà khí, tuỳ theo phun trực tiếp hay gián tiếp) do đó bướm ga càng đóng hẹp thì lượng gió (hoà khí) vào càng ít; tuy nhiên lúc này piston vẫn tiếp tục hút khí qua bướm ga đã đóng gần kín, gây ra hiệu ứng chân không tác động tiêu cực đến quá trình tịnh tiến của piston dẫn đến tổn hao năng lượng, động cơ vận hành càng chậm thì tổn hao càng lớn.

Với công nghệ Valvetronic tổn hao này đã được giảm thiểu tới mức thấp nhất, do piston dịch chuyển tự do không còn bị tác động từ hiệu ứng chân không. Trong hệ thống Valvetronic vẫn có trục cam xu-páp truyền thống, nhưng song song với trục cam xu-páp hút còn có một trục trung gian với nhiều tay đòn và bánh răng trung gian được kết nối với một mô-tơ điện tốc độ chậm.

Do lượng hòa khí vào buồng đốt động cơ luôn được điều chỉnh tùy theo yêu cầu về công suất và mô-men xoắn nên Valvetronic có khả năng tiết kiệm nhiên liệu 10% so với các động cơ có cùng dung tích xi-lanh, động cơ êm và phản ứng nhanh hơn khi tăng/giảm tốc; giảm lượng khí thải độc hại do hòa khí được đốt cháy triệt để.

Valvetronic đặc biệt hiệu quả với các động cơ có vòng tua thấp nhưng không phát huy được tác dụng khi số vòng tua cao hơn 6000 vòng/phút, do ở tốc độ cao cần phải có lò xo xu-páp cứng hơn, đảm bảo tính đàn hồi tốt. Nhưng lò xo cứng lại gây tổn hao năng lượng, chính vì vậy các mẫu xe có tính năng vận hành cao như BMW M-series không cần Valvetronic.

Trong hầu hết các xe chạy bằng xăng, khi bạn nhấn bàn đạp ga, bạn sẽ thay đổi lượng van tiết lưu mở ra, một van bướm điều chỉnh lượng không khí đi vào động cơ. Tuy nhiên, trong các động cơ BMW có Vavletronic, không cần thiết phải có van tiết lưu và khi bạn nhấn bàn đạp ga, bạn sẽ thay đổi mức độ mở của van nạp.

Có một lợi ích hiệu quả lớn của việc điều chỉnh luồng không khí theo cách này, vì nó làm giảm tổn thất bơm của động cơ, đặc biệt là ở các hoạt động tải thấp hoặc bất cứ khi nào bạn không đặt sàn. Với thân van tiết lưu, bạn có áp suất khí quyển ở phía bộ lọc và chân không ở phía ống nạp. Với Valvetronic, bạn sẽ có áp suất khí quyển gần bên ngoài các van nạp, và do đó động cơ không có nhiều khả năng chống lại không khí, làm cho nó hiệu quả hơn. BMW tuyên bố thiết kế xe lửa van này cải thiện mức tiêu thụ nhiên liệu ít nhất 10% trong điều kiện lái xe thực tế.

Có những lợi ích bổ sung cho hệ thống này là tốt. Với thân van tiết lưu, một khi bạn đặt sàn, bạn phải đợi không khí đi từ thân van đến van nạp. Bằng cách sử dụng các van để điều chỉnh luồng không khí, và đã có áp suất gần như không khí ngay bên ngoài xi lanh, lượng khí nạp ngay lập tức và do đó phản ứng được cải thiện.

Một lợi ích khác ở hoạt động tải thấp; các van sẽ chỉ mở khoảng 0,5 mm đến khoảng 2 mm, và diện tích mặt cắt nhỏ này có nghĩa là hỗn hợp nhiên liệu không khí sẽ di chuyển nhanh chóng, cải thiện quá trình nguyên tử hóa nhiên liệu. Điều này cũng giúp bắt đầu lạnh.

LINK 1 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 2 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)