Hệ thống nạp nhiên liệu điện tử VVT-i của Toyota

Hệ thống VVT-i là thiết kế phun xăng của hãng Toyota theo nguyên lý điện - thủy lực. Cơ cấu này tối ưu hóa góc phối khí của trục cam nạp dựa trên chế độ làm việc của động cơ phối hợp với các thông số điều khiển chủ động.

>> Những công nghệ tiết kiệm nhiên liệu thời nay

Cấu tạo

Các vị trí điều khiển phối khí của van dầu trong VVT-i

Hiệu suất làm việc của động cơ phụ thuộc rất nhiều vào hoạt động cung cấp nhiên liệu. Hệ thống điện tử điều khiển van nạp biến thiên VVT-i (variable valve timing with intelligence) được thiết kế với mục đích nâng cao mô-men xoắn của động cơ, cắt giảm tiêu thụ nhiên liệu và khí thải độc hại. Các bộ phận của hệ thống gồm: Bộ xử lý trung tâm ECU 32 bit; bơm và đường dẫn dầu; bộ điều khiển phối khí (VVT) với các van điện; các cảm biến: VVT, vị trí bướm ga, lưu lượng khí nạp, vị trí trục khuỷu, nhiệt độ nước. Ngoài ra, VVT-i thường được thiết kế đồng bộ với cơ cấu bướm ga điện tử ETCS-i, đầu phun nhiên liệu 12 lỗ (loại bỏ sự hỗ trợ bằng khí) và bộ chia điện bằng điện tử cùng các bugi đầu iridium.

Nguyên lý hoạt động

Trong quá trình hoạt động, các cảm biến vị trí trục khuỷu, vị trí bướm ga và lưu lượng khí nạp cung cấp các dữ liệu chính về ECU để tính toán thông số phối khí theo yêu cầu chủ động. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ cung cấp dữ liệu hiệu chỉnh, còn cácđầu đo VVT và vị trí trục khuỷu thì cung cấp các thông tin về tình trạng phối khí thực tế. Trên cơ sở các yếu tố chủ động, hiệu chỉnh và thực tế, ECU sẽ tổng hợp được lệnh phối khí tối ưu cho buồng đốt. Lệnh này được tính toán trong vài phần nghìn giây và quyết định đóng (mở) các van điện của hệ thống thủy lực. Áp lực dầu sẽ tác động thay đổi vị trí bộ điều khiển phối khí, mở các xu-páp nạp đúng mức cần thiết vào thời điểm thích hợp. Như vậy, thay cho hệ thống cam kiểu cũ với độ mở xu-páp không đổi, VVT-i đã điều chỉnh vô cấp hoạt động của các van nạp. Độ mở và thời điểm mở biến thiên theo sự phối hợp các thông số về lưu lượng khí nạp, vị trí bướm ga, tốc độ và nhiệt độ động cơ.

Nguyên Lý Điều Khiển

Sơ đồ cơ cấu điều khiển hệ thống VVT-I

Bộ điều khiển VTV-i

Bộ điều khiển VVT-i lắp ở đầu trục cam nạp bao gồm bánh răng trong (ăn khớp với trục cam nạp), bánh răng ngoài ăn khớp với puli cam, piston nối bánh răng ngoài và bánh răng trong qua các then hoa xiên.

Van dầu điều khiển phối khí

Tuỳ theo tín hiệu từ ECU, van dầu điều khiển dòng chảy dầu thuỷ lực đến bộ điều khiển VVT-i đến phía mở sớm hay mở muộn.

Hoạt động của bộ điều khiển khi mở sớm

Khi ECU động cơ điều khiển van dầu đến vị trí như hình vẽ, dầu áp lực được dẫn vào buồn phía mở sớm, mô-men xoắn do then hoa xoắn tạo ra làm cho trục cam xoay theo hướng mở sớm.

Hoạt động của bộ điều khiển khi mở muộn

Khi ECU động cơ điều khiển van dầu đến vị trí như hình vẽ, dầu áp lực được dẫn vào buồng phía mở muộn, mô-men xoắn do then hoa xoắn tạo ra làm cho trục cam xoay theo hướng mở muộn.

Hoạt động của bộ điều khiển khi giữ nguyên vị trí

Khi ECU động cơ điều khiển van dầu đến đúng vị trí trung gian, dầu áp lực được giữ nguyên trong cả hai buồng và trục cam được giữ nguyên ở vị trí cần điều chỉnh.

Ngoài ra, còn một cảm biến đo nồng độ oxy dư đặt ở cụm góp xả cho biết tỷ lệ % nhiên liệu được đốt. Thông tin từ đây được gửi về ECU và cũng được phối hợp xử lý khi hiệu chỉnh chế độ nạp tối ưu nhằm tiết kiệm xăng và bảo vệ môi trường.

Hiện nay, VVT-i được áp dụng rộng rãi trên các mẫu xe hạng trung của Toyota, đặc biệt với thiết kế động cơ 4 xi-lanh cỡ vừa và nhỏ.

Xem Video mô phỏng nguyên lý hoạt động của hệ thống VVT-i

Nguồn: Oto-hui

Tags: Toyota VVT-i hệ thống nạp liệu điện tử

Ý kiến đánh giá (2)

Xem thêm ý kiến

>> Những công nghệ tiết kiệm nhiên liệu thời nay

Ý kiến đánh giá (2)

Có thể bạn quan tâm

Đăng nhập Autodaily