(News.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 van biến thiên Valvematic của Toyota.
Chuỗi các bài viết về hệ thống van biến thiên của Toyota:
- Hệ thống DVVT của Toyota có gì đặc biệt?
- Cấu tạo và hoạt động của hệ thống van biến thiên VVT-i
- Hệ thống VVT-iW có gì đặc biệt?
I. Giới thiệu về hệ thống van biến thiên Valvematic của Toyota:
Vavlematic là một công nghệ van biến thiên liên tục đến từ hãng xe Toyota. Hệ thống này cho phép điều khiển lượng nâng van nạp trong khoảng 0,9..10,9 mm. Theo đó, thời gian mở van thay đổi trong phạm vi 106..260 ° (góc tay quay).
Việc điều khiển hệ thống Valvematic liên quan chặt chẽ đến việc điều khiển thời gian van biến thiên (VVT-i) và bướm ga điện tử (ETCS-i).
1. Hiệu quả mà Valvematic đem lại:
Dưới đây là đồ thị biểu diễn sự khác biệt của động cơ thông thường và động cơ Valvematic (đối với tải không tải và dưới 30%).
Khác với động cơ thông thường, xupap ở động cơ Valvematic về cơ bản được duy trì liên tục ở vị trí mở hoàn toàn trong quá trình động cơ vận hành và việc định lượng hỗn hợp được thực hiện bằng cách thay đổi độ nâng của van.
Khi bắt đầu hành trình nạp. Đối với động cơ Valvematic, áp suất trong đường ống nạp gần với khí áp, do đó tổn thất bơm được giảm trên hành trình xuống của piston.
Sau khi nhận được lượng hỗn hợp mong muốn trong xylanh, xupap sẽ được đóng lại. Khi piston tiếp tục di chuyển xuống, tổn thất bơm tăng lên ngay cả trong động cơ Valvematic do chân không ở trong xylanh.
Mặc dù đến cuối hành trình piston, độ chân không trong xylanh của cả hai động cơ là bằng nhau. Nhưng trong động cơ Valvematic, việc tiếp nhận được thực hiện hiệu quả hơn.
2. So sánh hai hệ thống Valvematic và VVT?
a. Đối với động cơ có trang bị Valvematic:
- Thời gian: Thay đổi liên tục.
- Hành trình xupap (độ nâng van): Thay đổi liên tục.
- Ưu điểm: Kiểm soát chính xác thời gian và nâng hạ phù hợp với điều kiện lái xe. Cho phép động cơ đạt được cùng một hiệu suất với mức tiêu thụ ít hơn.
b. Đối với động cơ trang bị VVT:
- Thời gian: Thay đổi liên tục.
- Hành trình xupap (độ nâng van): Không thay đổi.
- Ưu điểm: Điều khiển thời gian xupap để cải thiện hiệu quả phù hợp với điều kiện lái xe.
3. Chu kỳ hoạt động của Valvematic:
a. Khi khởi động động cơ:
- Góc hoạt động của xupap nạp là 200°.
- Các các xupap nạp đóng ngay sau khi piston đến điểm chết dưới, giảm góc trùng điệp (overlap) để tăng độ nén.
- Giúp cải thiện hiệu suất khởi động.
b. Khi động cơ chạy nhanh:
- Góc hoạt động của xupap nạp là 250°.
- Hành trình xupap (độ nâng van) được mở rộng để tăng độ góc trùng điệp, tăng EGR bên trong.
- Giúp giảm phát thải NOx và HC.
c. Khi động cơ nóng lên (không tải):
- Góc hoạt động của xupap nạp là 240°.
- Tăng hiệu quả ở hành trình nạp.
- Tăng sản lượng điện.
- Giảm tiêu hao nhiên liệu.
d. Khi động cơ nóng lên (tải thấp đến trung bình):
- Góc hoạt động của xupap nạp là 106 – 245°.
- Có sự kết hợp của VVT và ETCS.
- Hành trình xupap (độ nâng van) được thay đổi để đóng sớm và giảm tổn thất bơm.
- Thời gian van xả cũng rất đa dạng.
- Giảm tiêu hao nhiên liệu.
e. Khi động cơ nóng lên (tải cao):
- Góc hoạt động của xupap nạp là 230 – 260°.
- Có sự kết hợp của VVT và ETCS.
- Hành trình xupap (độ nâng van) được thay đổi để đóng sớm và tăng khả năng tiếp nhận.
- Thời gian van xả cũng rất đa dạng.
- Tăng sản lượng điện.
- Giảm tiêu hao nhiên liệu.
- Giảm nhiệt độ khí thải.
II. Cấu tạo của Valvematic:
1. Bộ điều khiển van:
Bộ điều khiển van bao gồm trình điều khiển (EDU), motor điện và cơ cấu chuyển đổi. Motor điện không chổi than ba pha, sử dụng nam châm neodymium.
Cơ cấu biến đổi (bánh răng hành tinh) biến đổi chuyển động quay của rôto thành chuyển động thẳng của thanh điều khiển. Cơ cấu được bôi trơn bằng dầu động cơ.
Bánh răng vòng (răng cắt thẳng) nối với vỏ, bánh răng mặt trời được lắp trên thanh điều khiển. Bánh răng hành tinh ăn khớp với ren bên trái của vỏ và ren bên phải của thanh.
Motor điện làm quay vỏ với các bánh răng vòng, lần lượt làm quay các bánh răng trụ. Bánh răng mặt trời và thanh truyền được chuyển động theo trục, cho phép điều khiển độ nâng của xupap.
2. Nguyên lí hoạt động của hệ thống Valvematic:
Cơ cấu chấp hành nâng van biến thiên liên tục gồm thanh điều khiển, con trượt, tay lăn, tay dao động, van điều tiết.
Thanh điều khiển truyền chuyển động thẳng từ bộ điều khiển sang thanh trượt. Thanh trượt có các răng xiên được chia lưới với các răng của trục lăn và tay dao động, giúp xác định vị trí tương đối của các tay này.
Tay con lăn tiếp xúc với cam của trục cam nạp, chuyển động của nó được truyền qua thanh trượt tới các tay dao động, điều này sẽ đẩy các tay quay mở van nạp. Van điều tiết liên tục ép cánh tay con lăn vào biên dạng cam.
Đón xem: Các phần khác của hệ thống van biến thiên Toyota như VVT-iE (Gen I, Gen II, Gen III, Gen iV) trong các bài viết tiếp theo!
Một số bài viết liên quan:
- Tìm hiểu về công nghệ cam biến thiên VTEC của Honda
- Tìm hiểu về công nghệ cam biến thiên Vanos của BMW
- Tìm hiểu về công nghệ cam biến thiên Mivec của Mitsubishi
