Hệ thống DVVT của Toyota có gì đặc biệt?

(New.oto-hui.com) – Van biến thiên là một công nghệ phổ biến trên các động cơ ô tô ngày nay. Mỗi hãng xe đều có một công nghệ van biến thiên với thiết kế và ưu nhược điểm khác nhau. Bài viết này sẽ giúp các bạn tìm hiểu về công nghệ DVVT (Dual Variable Valve Timing) của Toyota.

Chuỗi các bài viết về hệ thống van biến thiên của Toyota:

I. Tổng quan về hệ thống DVVT – Dual Variable Valve Timing:

Hệ thống DVVT (Dual Variable Valve Timing) của Toyota thế hệ thứ 4 dẫn động cả hai trục cam nạp và xả bằng một xích cam đơn. Cơ cấu điều chỉnh góc phối khí bằng cơ khí với một bánh rotor 4 cánh được đặt trong đĩa xích cam của trục cam nạp và xả. Áp dụng cho các dòng động cơ Toyota: AR, ZR, NR, GR, UR, LR.

Mở rộng: Hệ thống DVVT-i (Dual Variable Valve Timing – Thông minh) cho phép thay đổi thời gian đóng mở các xupap một cách hợp lí tùy theo từng chế độ hoạt động của động cơ. Việc này được làm bằng cách điều chỉnh vị trí góc của cả hai trục cam nạp và xả so với đĩa xích truyền động trong khoảng 40 – 60° (góc quay trục khuỷu).

*Các bộ phận trong hệ thống DVVT. Ảnh: Hoàng Anh*

II. Kết cấu và hoạt động của hệ thống DVVT-i (Dual Variable Valve Timing – intelligent):

1. Hệ thống truyền động DVVT-i:

Cơ cấu chấp hành VVT với rôto 2 có cánh được lắp chặt vào hai trục cam nạp và xả. Khi động cơ dừng, chốt khóa 3 giữ rôto 2 ở vị trí trước tối đa để động cơ khởi động bình thường.

*Hệ thống truyền động của DVVT. Ảnh: Hoàng Anh*

Đối với một số phiên bản sử dụng lò xo phụ 6. Mô-men xoắn tác dụng theo hướng trước để trả lại rôto 3 về lại vị trí ban đầu.

*Hệ thống truyền động của DVVT có lò xo hồi vị. Ảnh: Hoàng Anh*

ECM điều khiển dòng dầu tới các khoang tiến và lùi bằng van điện từ dựa trên các tín hiệu của cảm biến vị trí trục cam. Khi động cơ dừng, ống van được di chuyển bằng lò xo để đảm bảo góc hãm tối đa cho lượng nạp và góc tiến lớn nhất cho ống xả.

*Van điều khiển điện từ. Ảnh: Hoàng Anh*

*Các dòng tín hiệu điều khiển. Ảnh: Hoàng Anh*

2. Làm sớm thời điểm mở xupap:

ECM điều khiển dịch chuyển ống đệm của van điều khiển sang vị trí làm sớm thời điểm mở xupap. Dầu động cơ dưới áp suất được cấp vào cánh rotor ở khoang làm mở sớm, làm quay rotor cùng với cả trục cam về hướng làm sớm thời điểm mở xupap.

*Khoang công tác trong đĩa xích cam ở trục cam nạp.*

*Khoang công tác trong đĩa xích cam ở trục cam xả.*

3. Làm muộn thời điểm mở xupap:

ECM điều khiển dịch chuyển ống đệm của van điều khiển sang vị trí làm muộn thời điểm mở xupap. Dầu động cơ dưới áp suất được cấp vào cánh rotor ở khoang làm mở muộn, làm quay rotor cùng với cả trục cam về hướng làm muộn thời điểm mở xupap.

4. Tính toán và sắp xếp chế độ làm việc:

ECM sẽ tính toán góc mục tiêu tiếp theo dựa vào các tín hiệu, điều kiện trong khi lái xe. Sau đó tính toán và đưa ra vị trí đã đặt sẵn. Nó sẽ chuyển van điều khiển sang vị trí trung gian cho đến khi có sự thay đổi tiếp theo của các điều kiện bên ngoài.

III. Các chế độ hoạt động của hệ thống DVVT-i (Dual Variable Valve Timing – intelligent):

Lưu ý trước khi tìm hiểu: Để chỉnh góc trùng điệp, các động cơ hiện đại của Toyota chỉnh thời điểm đóng mở xupap bằng những hệ thống cơ khí điều khiển điện tử.

Vậy góc trùng điệp là góc gì?

Góc trùng điệp là góc mà tại thời điểm đó cả xupap nạp xả đều mở. Xupap nạp se mở sớm hơn nhằm tăng lưu lượng không khí vào buồng đốt trong kỳ nạp. Xupap xả se đóng muộn hơn lợi dụng dòng khí nạp đang được nạp và chính dòng khí xả đang được đẩy ra. Vì thế, khí xả của kỳ trước sẽ được thải sạch hơn và khí nạp nạp được nhiều hơn (thể tích buồng đốt không đổi). Như vậy công suất được sẽ tăng và nhiên liệu sẽ được đốt cháy hoàn toàn.

1. Chế độ không tải:

Hầu hết các xupap nạp mở muộn (góc hãm tối đa). Giảm góc trùng điệp đến mức thấp nhất. Lượng khí thải tối thiểu đi qua đường nạp.
Giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu.