Tiểu Luận Tốt Nghiệp Hệ Thống Phân Phối Khí VVT - I
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TIỀN GIANG
KHOA KỸ THUẬT
TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP
Đề Tài :
HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ THÔNG MINH VVT – I
( VARIABLE VALVE TIMING INTELLIGENT SYSTEM )
GVHD: NGUYỄN HUỲNH THI
SVTH: NGUYỄN THANH TUYẾN
MSSV: 008306018
TP. MỸ THO , tháng 6 ,năm 2011
NHẬN XÉT CỦA CÁN HƯỚNG DẪN BỘ
GVHD: NGUYỄN HUỲNH THI SVTH : NGUYỄN THANH TUYẾN1
Tiểu Luận Tốt Nghiệp Hệ Thống Phân Phối Khí VVT - I
Họ và tên sinh viên : Nguyễn Thanh Tuyến
Ngành : Cơ Khí Động Lực
Lớp: Cao Đẳng Cơ Khí 08
Tên đề tài : Hệ Thống Phân Phối Khí Thông Minh VVT-I Trên ÔTÔ
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
(Ký và ghi rõ họ tên)
GVHD: NGUYỄN HUỲNH THI SVTH : NGUYỄN THANH TUYẾN3
Tiểu Luận Tốt Nghiệp Hệ Thống Phân Phối Khí VVT - I
NỘI DUNG
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU CÁC CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ THÔNG
MINH
Sau một thời gian thực hiện , với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Huỳnh
Thi , đến nay đề tài của tôi đã được hoàn thành . Mặc dù có nhiều nguồn tài liệu
đặt biệt như là trên Internet rất nhiều , nhưng do kiến thức và thời gian có hạn
khó tránh khỏi những say lầm thiếu sót , rất mong sự đóng góp ý kiến của quý
thầy cô và các bạn để bài tiểu luận của tôi được hoàn thiện hơn .
Qua đây em chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Huỳnh Thi đã gới thiệu đề tài
rất hay để chúng em học và nghiên cứu .
Mỹ Tho , tháng 06/2011
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thanh Tuyến
GVHD: NGUYỄN HUỲNH THI SVTH : NGUYỄN THANH TUYẾN4
Tiểu Luận Tốt Nghiệp Hệ Thống Phân Phối Khí VVT - I
Tiểu Luận Tốt Nghiệp Hệ Thống Phân Phối Khí VVT - I
2.6.1 Cấu tạo:............................................................................................
2.6.2 Nguyên lý hoạt động :. .....................................................................
2.7 Cơ cấu EMVT : Điều khiển xuppap bằng điện :..................
2.8 Cơ cấu EVHS : điện _ thủy lực : ...........................................
CHƯƠNG III : CÁC HƯ HỎNG , PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA VÀ SỬA
CHỬA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ .
3.1 Hư hỏng của cơ cấu phối khí thường do 2 nguyên nhân :
Xu páp đóng không kín và Xu páp làm việc có tiếng gõ :.........
3.2 Các hư hổng của các bộ phận tay dổi hành trình xupap :
3.3 Phưong pháp kiểm tra hư hổng và cơ cấư phân phối khí :
3.4 Kiểm tra cảm biến : ................................................................
Kết luận .........................................................................................................
Tài liệu tham khảo .......................................................................................
GVHD: NGUYỄN HUỲNH THI SVTH : NGUYỄN THANH TUYẾN6
Tiểu Luận Tốt Nghiệp Hệ Thống Phân Phối Khí VVT - I
LỜI NÓI ĐẦU
******
Trong thời điểm vật giá leo thang hiện nay , đặt biệt là giá xăng , dầu đang
ngất ngưỡng .Thì trong việc chọn mua một phương tiên giao thông đi lại đặt biệt
là ô tô thì người tiêu dùng hướng tới một loại xe vừa phải tiện nghi vừa tiết kiệm
được nhiên liệu . Hệ thống phân phối khí thông minh VVT-I đã giải quyết được
vấn đề trên. Chẳng những vừa tiết kiệm được vấn đề nhiên liệu mà còn vừa giảm
bớt gây ô nhiễm môi trường .
Với một đích củng cố và mở rộng kiếm thức chuyên môn , đồng thời làm
quen với phong cách nhiên cứu khoa học góp phần nâng cao hiệu quả phối khí
trên động cơ dốt trong . Tôi đã chọn đề tài này làm tiểu luận tốt nghiệp .
Người thực hiện
NGUYỄN THANH TUYẾN
GVHD: NGUYỄN HUỲNH THI SVTH : NGUYỄN THANH TUYẾN7
4) Cơ cấu phân phối khí dùng bộ phận điều khiển điện tử (ECM) tín hiệu
đến cuộn solenoid ,các cuộn solenoid điện có nhiệm vụ mở các xupap.
GVHD: NGUYỄN HUỲNH THI SVTH : NGUYỄN THANH TUYẾN9
Tiểu Luận Tốt Nghiệp Hệ Thống Phân Phối Khí VVT - I
Động cơ Diezen sử dụng cơ cấu xupap treo vì dung tích buồn cháy và tỉ số
nén cao .
Động cơ xăng có thể dùng xupap treo hay đặt.
Ngày nay thường dùng cơ cấu xupap treo vì cơ cấu này có nhiều ưa điểm
hơn so với dùng xupap đặt. Cuấ tạo làm cho buồn cháy gọn, đây là điều kiện
tiên quyết để có tỷ số nén cao và giảm khả năng kích nổ cưa động cơ xăng.các
dòng khí lưu thông ít bị ngoặc tổn thất nhỏ tạo điều kiện cho việc thải sạch và
nạp đầy hơn.
1.4 Một số hệ thống phân phối khí ở động cơ đốt trong
Cơ cấu phân phối khí dùng để thực hiện quá trình thay khí: xả khí thải ra khỏi
xilanh và nạp đầy hỗn hợp hoặc không khí mới vào xilanh trong quá trình làm
việc của động cơ, đảm bảo đóng kín các cửa nạp, cửa xả trong quá trình.
1. Cơ cấu phân phối khí có xu páp treo:
Hình 1.1 Cơ cấu phân phối khí có xupáp treo.
Cơ cấu phân phối khí có xu páp treo (Hình 1), các xupáp được bố trí ở phía
trên của nắp máy. Hệ thống nạp xả này được dùng hầu hết trong động cơ diesel
và động cơ cơ xăng có tỷ số nén cao. Cơ cấu xupáp treo gồm:
GVHD: NGUYỄN HUỲNH THI SVTH : NGUYỄN THANH TUYẾN10
Tiểu Luận Tốt Nghiệp Hệ Thống Phân Phối Khí VVT - I
trục cam, con đội, đũa đẩy, đòn gánh, lò xo, ống đẫn hướng và đế xupáp.
Đối với cơ cấu xupáp treo có trục cam đặt ở phía trên nắp máy. Thì có thể không
có đũa đẩy mà thay vào đó là xích hoặc bánh răng. Và có thể có hoặc không có
đòn gánh.
Khi trục cam quay, cam sẽ truyền chuyển động tịnh tiến cho con đội làm
cho đũa đẩy chuyển động tịnh tiến do đó làm cho đòn gánh quay quanh trục đòn
gánh. Đầu đòn gánh sẽ đè lên đuôi xupáp làm cho xupáp chuyển động tịnh tiến
GVHD: NGUYỄN HUỲNH THI SVTH : NGUYỄN THANH TUYẾN12
Tiểu Luận Tốt Nghiệp Hệ Thống Phân Phối Khí VVT - I
có ưu điểm là làm việc êm hơn, ít gây tiếng ồn. Bởi vì cơ cấu này không có chi
tiết làm việc theo chuyển động tịnh tiến có điểm dừng như trường hợp có đòn
gánh và đũa đẩy. Loại này có xupáp rỗng, ghép. Bulông 5 giúp ta điều chỉnh
chiều dài xupáp, sẽ cho phép điều chỉnh khe hở nhiệt (giữ mặt tựa của cam và
đuôi xupáp). Tuy nhiên, đối với xupáp xả thường làm việc ở nhiệt độ tới (300 –
400)0C. vì vậy các đường ren dễ bị kẹt do han rỉ, điều chỉnh bu lông 5 rất
khó. Lò xo xupáp ở đây có hai chiếc có độ cứng khác nhau, chiều quấn nguợc
nhau và có chiều dài bằng nhau. Nhờ vậy tránh được sự cộng hưởng nên bền lâu
hơn. Với máy nhỏ đôi khi người ta đúc liền một khối, như vậy không điều chỉnh
được khe hở nhiệt. Trong trường hợp này, nhà chế tạo để khe hở nhiệt lớn một
chút, khi mòn càng lớn hơn, nên có thể có tiếng gõ khi máy làm việc, nhưng cấu
tạo đơn giản, àm việc an toàn.
4 Cơ cấu phân phối khí có trục cam đặt trên nắp xylanh nhưng vẫn có
đòn gánh:
Hình 1.4 .Sơ đồ cơ cấu phân phối khí có trục cam đặt trên nắp xylanh
nhưng vẫn có đòn gánh.
Cơ cấu phân phối khí có trục cam đặt trên nắp xylanh nhưng vẫn có đòn
gánh được thể hiện trên hình vẽ (Hình 4). Trục cam đặt trên nắp xylanh, nhưng
cam không trực tiếp tỳ vào xupáp mà thông qua đòn gánh số. Chuyển động từ
GVHD: NGUYỄN HUỲNH THI SVTH : NGUYỄN THANH TUYẾN13
Tiểu Luận Tốt Nghiệp Hệ Thống Phân Phối Khí VVT - I
trục khuỷu cho trục cam bằng xích. Điều chỉnh khe hở nhiệt được thực hiện nhờ
vít điều chỉnh và ốc hãm ở đầu đòn gánh.
5.Cơ cấu phân phối khí điều khiển điện tử:
a. Sơ đồ nguyên lý tổng quát:
Hệ thống điều khiển đông cơ theo chương trình bao gồm các cảm biến
kiểm soát liên tục tình trạng hoạt đông của động cỏ, một bộ ECU tiếp nhận tín
hiệu từ cảm biến, xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp
(đòn gánh) trung gian, mà lần lượt dẫn động sự đóng và mở của các xupáp. Nếu
đòn gánh đẩy xuống sâu, những van nạp sẽ bị đẩy xuống ở vị trí mở xupáp lớn
nhất và làm cho tiết diện lưu thông qua các van là lớn nhất. Như vậy, valvetronic
GVHD: NGUYỄN HUỲNH THI SVTH : NGUYỄN THANH TUYẾN16
Tiểu Luận Tốt Nghiệp Hệ Thống Phân Phối Khí VVT - I
có khả năng nạp nhiều, thời gian nạp dài (hành trình van lớn) và quá trình nạp
được đầy hoàn toàn, tiết diện lưu thông nhỏ (hành trình van ngắn) tuỳ thuộc vào
vị trí định trước trên động cơ.
Cơ cấu phối khí trục cam trên đỉnh
Hình 1.7 : Phối khí trục cam trên đỉnh, trong DOHC.
Cơ cấu phối khí trục cam trên đỉnh là thuật ngữ trong nghệ ô để chỉ cơ cấu điều
hành sự chuyển động của các trong động cơ ô tô, nhờ vào các đặt trên đỉnh động
cơ.Có một số cơ cấu thông dụng như SOHC, DOHC,...SOHC
GVHD: NGUYỄN HUỲNH THI SVTH : NGUYỄN THANH TUYẾN17
Tiểu Luận Tốt Nghiệp Hệ Thống Phân Phối Khí VVT - I
Hình 1.8 : Cơ cấu SOHC
Một cơ cấu SOHC SOHC (viết tắt cho từ Single Over Head Camshaft)
dùng để chỉ cơ cấu phối khí một trục cam trên đỉnh. Trong cơ cấu này, được bố
trí trong cụm đầu xylanh (trên đỉnh piston), được dẫn động bởi xích cam và điều
khiển xupap thông qua .
Ưu điểm của cơ cấu là do giảm nhiều chi tiết dẫn động nên nó hoạt động
ổn định hơn, ngay cả ở tốc độ cao.
Tuy nhiên cơ cấu này cũng có nhược điểm là khả năng đáp ứng của xupap
không nhanh bằng cơ cấu DOHC.
GVHD: NGUYỄN HUỲNH THI SVTH : NGUYỄN THANH TUYẾN18
Tiểu Luận Tốt Nghiệp Hệ Thống Phân Phối Khí VVT - I
Hình 1.9 : Cơ cấu DOHC
Cơ cấu DOHC của một động cơ của OHC (viết tắt cho từ tiếng Anh
Double Over Head Camshaft) dùng để chỉ cơ cấu phối khí hai trục cam trên
- Trên ôtô, các loại động cơ 4 kỳ hiện đại ngày nay sử dụng cơ cấu phối khí
thông minh ( cơ cấu điều khiển trục cam thông minh) nhằm điều chỉnh thời điểm
đóng mở xupap, pha phối khí một cách tự động hoặc làm thay đổi độ nâng của
xupáp tự động tùy thuộc vào chế độ làm việc của động cơ.
GVHD: NGUYỄN HUỲNH THI SVTH : NGUYỄN THANH TUYẾN21
Tiểu Luận Tốt Nghiệp Hệ Thống Phân Phối Khí VVT - I
Hình 2.3 : Động cơ VVT-I .
- HONDA có động cơ VTEC ( Variable Vale Timing and Lift Electronic
Control ): Pha phối khí và độ mở van điều kiển điển tử , Hệ thống VTEC hoạt
động giống như một thiết bị nén hay một tuốc bin tăng áp bằng cách tạo ra khả
năng cuốn cao và hiệu suất tiếp nhiên liệu hiệu quả để tạo ra công suất lớn.
Hình 2.4 : Hệ thống VTEC
- Ngoài ra HONDA còn có các thế hệ động cơ như :VTEC-E: là hệ thống
bộ truyền động van trong đó hai chế độ cam điều khiển van có kích thước khác
nhau. Cam ngắn hơn cho phép một van mở với độ mở ít và điều này làm giảm
mức tiêu hao nhiên liệu. Giống hệ thống VTEC ban đầu, khi động cơ đạt số
vòng/phút lớn hơn, chốt khóa khóa cam thiết kế cho vòng tua cao và thời gian
mở van được tăng lên để đạt được công suất lớn hơn.
GVHD: NGUYỄN HUỲNH THI SVTH : NGUYỄN THANH TUYẾN22
Tiểu Luận Tốt Nghiệp Hệ Thống Phân Phối Khí VVT - I
3STAGE VTEC: Hệ thống này sử dụng 3 chế độ cam khác nhau hoạt động
ở 3 pha. Mỗi cam điều khiển một pha thời gian mở và nâng van khác nhau.
i-VTEC: (Intelligent VTEC) là hệ thống điều khiển van thành công nhất từ
trước tới nay của hãng HONDA và được ứng dụng trên nhiều mẫu xe. Hệ thống
i-VTEC được giới thiệu năm 2001 và sử dụng thiết bị điều chỉnh thời gian van
nạp biến thiên liên tục và hệ thống quản lý do máy tính điều khiển để tối ưu hóa
mô men xoắn và hiệu suất sử dụng nhiên liệu.
AVTEC: Advanced VTEC được hãng HONDA giới thiệu năm 2006. Hệ
thống này kết hợp những lợi thế của hệ thống i-VTEC với hệ thống điều khiển
pha biến thiên liên tục. Hãng HONDA cho biết hệ thống AVTEC sẽ cho phép
Hệ thống điều chỉnh kiểu VANOS giúp cho việc điều khiển hệ thống phân
phối khí ở chế độ tối ưu nhất. Hệ thống này điều chỉnh cả trục cam nạp và trục
cam xả, điều chỉnh được thời điểm đóng, mở các xupáp nạp và xupáp xả theo
từng chế độ yêu cầu của động cơ. Nhờ việc điều chỉnh hợp lý cơ cấu xuppáp nạp
và xuppáp xả do đó để tiết kiệm được lượng nhiên liệu khi động cơ hoạt động ở
các chế độ khác nhau và lượng nhiên liệu thất thoát ra ngoài theo khí thải trong
quá trình xả của động cơ kết quả là đã giảm được chi phí nhiên liệu khi vận hành
động cơ. Làm tăng công suất định mức của động cơ do đó hiệu quả kinh tế khi
sử dụng động cơ tăng.
- Ngoài ra còn một số hãng khác như:
GVHD: NGUYỄN HUỲNH THI SVTH : NGUYỄN THANH TUYẾN24
Tiểu Luận Tốt Nghiệp Hệ Thống Phân Phối Khí VVT - I
Mitsubishi có động cơ MIVEC ( Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic
Control system ): hệ thống điều khiển van bằng hệ thống kiểm soát thời gian
bằng điện tử
Nissan có động cơ VVL ( Variable Valve Lift and Timing): độ mở van và thời
gian
Porsche goi là VarioCam Plus: van biến thời gian
GM gọi là VVT,
Subaru cũng không chịu kém phần đặt luôn cái tên là Dual AVCS. Cập nhật
2:30pm 9/8/2010)......Hiện nay trên động cơ ôtô có nhiều ký hiệu chữ cái viết tắt
như: HONDA gọi là VTEC hay i-VTEC, VVT-i và VVTL-i của Toyota….
Chúng nhằm quảng bá cho các công nghệ mới nhất và tiên tiến của hãng nhưng
bên cạnh đó khiến người tiêu dùng không thể hiểu hết được các kí hiệu phức tạp
đó.
2.2 Hệ thống phân phối khí VVT
2.2.1 Lịch sử hình thành hệ thống phân phối khí VVT
FIAT là hãng xe hơi trên thế giới phát minh ra hệ thống có thể thay đổi thời
điểm phối khí bao gồm sự thay đổi về độ nâng van.
FIAT là hãng xe hơi trên thế giới phát minh ra hệ thống có thể thay đổi thời