(News.oto-hui.com) – Công ty kỹ thuật Gomecsys của Hà Lan đang phát triển công nghệ biến thiên tỷ số nén (VCR) để sản xuất hàng loạt động cơ xe máy xi-lanh đơn, giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu và CO2 từ 8-10%.
Nguyên lý hoạt động của công nghệ biến thiên tỷ số nén Gomecsys
Công nghệ này thay đổi tỷ số nén bằng cách thêm một liên kết lệch tâm giữa trục khuỷu và đầu to thanh truyền, giúp điều chỉnh tỷ số nén trong khoảng 9,5 đến 15:1.
Hệ thống truyền động bánh răng điều khiển bộ lệch tâm quay với tốc độ bằng một nửa tốc độ của trục khuỷu, có nghĩa là các ổ lăn ở bên trong và bên ngoài bộ lệch tâm đều chạy với tốc độ bằng một nửa tốc độ trục khuỷu. Điều này là cần thiết để giữ cho tổng mức ma sát của động cơ ở mức thấp.
Trục truyền động chạy xuyên qua trục khuỷu và dẫn động các bánh răng VCR. Trục VCR chỉ quay để điều chỉnh tỷ lệ nén, với tổng góc quay là 320° từ tỷ lệ nén tối đa đến tối thiểu. Gomecsys cung cấp các giải pháp khác nhau cho hệ thống truyền động VCR, với hệ thống truyền động trục vít/động cơ điện và một số giải pháp thủy lực.
Ứng dụng công nghệ biến thiên tỷ số nén lên động cơ xi-lanh đơn
Vì các động cơ xi-lanh đơn (125cc đến 300cc) này thường sử dụng kiểu trục khuỷu lắp ráp nên liên kết lệch tâm có thể được đặt giữa trục khuỷu và thanh truyền trong quá trình lắp ráp. Việc sử dụng ổ lăn giúp tối ưu hóa phản lực của bánh răng, điều này rất quan trọng đối với NVH (tiếng ồn và rung động).
Một số động cơ chỉ cần thay thế trục khuỷu thông thường bằng trục khuỷu VCR là có thể sử dụng được mà không cần thay đổi kết cấu . Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, cần có thêm không gian trong cacte cho đầu to thanh truyền VCR. Do nó có đường kính lớn hơn so với thanh truyền tiêu chuẩn.
Một ưu điểm đáng chú ý khác của hệ thống biến thiên tỷ số nén là có thể sử dụng tỷ lệ số nén cao ở mức đầy tải (12:1 ở tốc độ 6.000 vòng/phút), điều này không chỉ tăng hiệu suất lên 5-6% mà còn giảm nhiệt độ của khí thải khoảng 50-60°C nhờ thể tích giãn nở tăng lên. Điều này có nghĩa là không cần phun thêm nhiên liệu để giảm nhiệt độ khí thải.
Việc sử dụng tỷ lệ số nén cao hơn là 12:1 cũng làm tăng mô-men xoắn của động cơ lên 5-6%, bằng với khi phun thêm nhiên liệu. Đối với động cơ thường chạy lambda 0,85 ở mức đầy tải, việc chạy với tỷ lệ số nén cao ở tốc độ cao hơn giúp giảm tới 20% nhiên liệu và CO2 mà không làm mất công suất.
Tải trọng tác động trên các bánh răng VCR được giữ trong giới hạn an toàn, khoảng 5Nm đối với trục dẫn động, bằng cách giảm tỷ số nén nếu cần.
Gomecsys đã phát triển động cơ của riêng mình ứng dụng trên xe máy xi-lanh đơn và cung cấp động cơ này cho các công ty đối tác để thử nghiệm. Động cơ có thể được trang bị khối xi lanh và đầu xi lanh của các công ty đó và được thử nghiệm với trục khuỷu thông thường có tỷ số nén cố định và trục khuỷu VCR – biến thiên tỷ số nén.
Một trong những ưu điểm chính của động cơ thử là động cơ được thử nghiệm mà không cần hộp số, ly hợp, trục cân bằng, v.v., cho phép đánh giá trực tiếp các lợi ích tiềm năng về hiệu suất của động cơ. Một bơm dầu dẫn động bằng điện bên ngoài động cơ được sử dụng để cung cấp dầu và áp suất dầu đến các điểm khác nhau của động cơ và có thể được điều chỉnh riêng.
Sự phát triển mới nhất của hệ thống biến thiên tỷ số nén liên quan đến việc cân bằng phần lệch tâm để triệt tiêu lực giữa nó và đầu to thanh truyền. Với cải tiến này, các kỹ sư của Gomecsys cho biết họ đã giảm hơn 50% tải trọng lên các bánh răng VCR do lực quán tính gây ra.
Gomecsys hiện đang hợp tác chặt chẽ với một số OEM xe máy để đưa công nghệ VCR này vào sản xuất hàng loạt.
