(News.oto-hui.com) – Động cơ VC Turbo sử dụng hệ thống “đa liên kết” thay đổi liên tục vị trí của điểm chết trên (TDC) và điểm chết dưới (BDC) của piston trong xilanh, cho phép kiểm soát và thay đổi tỷ số nén một cách liên tục để đạt được công suất và hiệu suất theo yêu cầu. Điều này khiến nó trở thành động cơ đầu tiên trên thế giới đạt được cả công suất cao vượt trội và hiệu quả nhiên liệu đáng ngạc nhiên.
Nguyên lí hoạt động của động cơ VC Turbo
- Thay đổi tỉ số nén.
Hiệu suất của quá trình cháy phụ thuộc rất lớn vào tỉ số nén, tỷ số nén càng cao thì quá trình cháy càng diễn ra triệt để, tuy nhiên ở động cơ xăng nếu hoạt động ở một mức tỷ số nén cao liên tục sẽ dẫn đến hiện tượng kích nổ gây hư hỏng động cơ vì lúc này hỗn hợp hòa khí sẽ cháy trước khi bugi đánh lửa.
Với một động cơ thông thường, bởi vì piston và trục khuỷu được kết nối trực tiếp bằng thanh truyền nên tỉ số nén được cố định. Tỉ số nén thấp 8:1 sẽ phù hợp cho nhu cầu tạo ra công suất lớn ở điều kiện động cơ tải cao (lúc tăng áp hoạt động), còn tỉ số nén cao 14:1 sẽ lý tưởng cho việc sử dụng hiệu quả nhiên liệu ở điều kiện động cơ tải thấp (lúc tăng áp chưa hoạt động).
Động cơ VC Turbo sử dụng hệ thống “đa liên kết” thay cho thanh truyền truyền thống, để có thể xoay trục khuỷu bằng một mô tơ từ đó thay đổi hành trình piston và thay đổi tỷ số nén. Điều này cho phép thay đổi tỷ số nén liên tục khi cần trong phạm vi 8:1 đến 14:1. Tỉ số nén tối ưu có thể được thiết lập liên tục để phù hợp diều khiển tải trọng và vị trí bàn đạp ga do người lái điều khiển.
- Cách thức hoạt động
(1) Khi cần thay đổi tỷ số nén, mô tơ sẽ di chuyển cánh tay chấp hành.
(2) Cánh tay chấp hành quay trục điều khiển.
(3) Vòng quay của trục điều khiển di chuyển làm thay đổi góc của L-link từ đó xoay trục khuỷu.
(4) Hệ thống “đa liên kết” điều chỉnh vị trí thẳng đứng của hành trình piston trong xylanh từ đó thay đổi tỉ số nén.
- Tối ưu hóa bố cục liên kết
Vì sự thay đổi góc của U- Link, hành trình của piston nhỏ, U- Link vẫn thẳng đứng khi di chuyển xuống. Điều này làm giảm ma sát với thành xylanh, giảm công suất tiêu tốn do ma sát từ đó góp phần cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Chuyển động tịnh tiến của piston giữa điểm chết trên và điểm chết dưới trở nên đối xứng từ đó giúp giảm rung.
Cơ chế hệ thống
Động cơ VC Turbo sử dụng một hệ thống hiệu suất cao với một bộ tăng áp và cổng xả điện. Điều này cho phép kiểm soát chính xác áp suất và độ trễ turbo để tạo ra công suất theo yêu cầu. Khi tải thấp, hệ thống VTC (Valve Timing Control) liên tục điều chỉnh thời gian của van để giảm tổn thất do bơm nhiên liệu bằng chu trình đốt Atkinson từ đó tạo ra hiệu quả nhiên liệu cao cùng với tỉ số nén cao hơn.
Nghiên cứu về VC Turbo đã được bắt đầu vào năm 1998. Một số phương pháp đã được sử dụng để hiện thực hóa VC Turbo. Phát triển một động cơ với tỉ số nén biến đổi bằng cơ chế liên kết, tối ưu hóa bố cục liên kết, sử dụng phân tích nâng cao để tạo ra các hình dạng chính xác và tạo ra một bộ xử lý nhiệt có độ chính xác cao là một vài trở ngại công nghệ.
Bài viết liên quan:
- Công nghệ SkyActiv – Giúp Mazda trở thành ông vua về tỷ số nén
- Tìm hiểu hiện tượng cháy rớt trên động cơ Diesel
