1 GIỚI THIỆU.
Sự phát triển của ngành điện tử học hiện đại đã có ảnh hưởng mạnh mẽ đến nhiều lĩnh vực và cũng đang mở ra nhiều viễn cảnh mới trong thiết kế ôtô. Và cụ thể là đã thiết kế và áp dụng hàng loạt các hệ thống trên xe được điều khiển bằng điện tử như : hệ thống phun nhiên liệu, hệ thống thắng ABS, hệ thống giảm chấn v.v… Và hệ thống phân phối khí cũng là một trong những các hệ thống được điều khiển bằng điện tử.
Ngoài các loại cơ cấu phân phối khí đã nêu, còn có loại cơ cấu phân phối khí DOHC có biên dạng cam thay đổi. Trục cam được điều khiển bằng điện để dịch chuyển dọc trục của nó làm biên dạng cam thay đổi.
Hệ thống phân phối khí DOHC có biên dạng cam thay đổi có thể thỏa mãn và khắc phục được những khuyết điểm của hệ thống phân phối khí thông thường như : lượng nhiên liệu tiêu thụ vừa phải, công suất động cơ cao và đáp ứng được hệ số nạp tốt cho từng chế độ làm việc của động cơ.
Để đáp ứng được những yêu cầu trên, hệ thống cung cấp khí phải kết hợp những đặc tính tối ưu nhất của sự thay đổi biên dạng cam.
Động cơ trang bị hệ thống phân phối khí DOHC có biên dạng cam thay đổi được bố trí bốn supap cho mỗi xylanh bao gồm : hai supap nạp và hai supap thải. Cũng như động cơ sử dụng hệ thống phân phối khí DOHC thông thường, loại động cơ sử dụng DOHC có biên dạng cam thay đổi cũng có mỗi cam điều khiển một supap. Nhưng sự khác biệt ở đây là : trục cam không phải là biên dạng cam cố định mà được chế tạo có biên dạng cam thay đổi được, và trục cam cũng di chuyển được dọc trục của nó.
Chú thích: a – Cam làm việc ở biên dạng thấp ; b – Cam làm việc ở biên dạng cao ;1 – Trục cam có biên dạng cam thay đổi ; 2 – Miếng chêm ; 3 – Cốc trượt ; 4 – Lò xo xupap ; 5 – Xupap.
ß : Hướng di chuyển của trục cam, theo hướng có biên dạng cam tăng.
: Hướng di chuyển của trục cam, theo hướng có biên dạng cam giảm.
3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG.
Hệ thống phân phối khí DOHC có biên dạng cam thay đổi được điều khiển bằng thủy lực hoặc bằng điện, làm trục cam di chuyển tới hoặc lui để thay đổi được biên dạng cam tương ứng với từng chế độ làm việc của động cơ. Nguyên lý hoạt động của hệ thống diễn ra như sau :
+ Ở tốc độ thấp:
Khi xe chạy trong thành phố, đường gồ ghề không bằng phẳng, động cơ làm việc ở tốc độ thấp, thì hộp điều khiển ECU sẽ nhận tín hiệu từ các cảm biến như : tải của động cơ, nhiệt độ động cơ, tốc độ động cơ v.v… Từ các tín hiệu này, ECU sẽ phân tích ra và gởi một dòng tín hiệu tới trục cam để điều khiển trục cam làm việc ở biên dạng cam nhỏ ứng với tốc độ động cơ thấp.
+ Ở tốc độ cao
Khi xe đã qua những đoạn đường xấu, ra khỏi thành phố v.v… Thì tốc độ động cơ lúc này bắt đầu tăng lên. Khi đó thì ECU sẽ nhận được các tín hiệu từ các cảm biến và gửi một dòng tín hiệu điều khiển trục cam thay đổi biên dạng làm việc của cam. Vì vậy mà ở mọi chế độ làm việc của động cơ, cam đều đáp ứng được các yêu cầu về công suất động cơ và lượng tiêu hao nhiên liệu đạt hiệu quả tối ưu nhất.
Các chế độ quay của cam nạp
Chú thích:
1 – Tốc độ cầm chừng ;
2 – Tốc độ bình thường ;
3 – Tốc độ cao.
Đồ thị hình trên thể hiện góc độ mở của cam nạp ở từng chế độ động cơ khác nhau như : tốc độ cầm chừng, tốc độ bình thường và ở tốc độ cao. Còn cam thải thì được cố định.
Đồ thị hình dưới mô tả góc độ mở của cam nạp và cam thải có biên dạng cam thay đổi.
Sự thay đổi biên dạng cam
Chú thích:
1 – Cam ở biên dạng chuẩn ;
2 – Cam ở biên dạng cao
Sự phát triển của ngành điện tử học hiện đại đã có ảnh hưởng mạnh mẽ đến nhiều lĩnh vực và cũng đang mở ra nhiều viễn cảnh mới trong thiết kế ôtô. Và cụ thể là đã thiết kế và áp dụng hàng loạt các hệ thống trên xe được điều khiển bằng điện tử như : hệ thống phun nhiên liệu, hệ thống thắng ABS, hệ thống giảm chấn v.v… Và hệ thống phân phối khí cũng là một trong những các hệ thống được điều khiển bằng điện tử.
Ngoài các loại cơ cấu phân phối khí đã nêu, còn có loại cơ cấu phân phối khí DOHC có biên dạng cam thay đổi. Trục cam được điều khiển bằng điện để dịch chuyển dọc trục của nó làm biên dạng cam thay đổi.
Hệ thống phân phối khí DOHC có biên dạng cam thay đổi có thể thỏa mãn và khắc phục được những khuyết điểm của hệ thống phân phối khí thông thường như : lượng nhiên liệu tiêu thụ vừa phải, công suất động cơ cao và đáp ứng được hệ số nạp tốt cho từng chế độ làm việc của động cơ.
Để đáp ứng được những yêu cầu trên, hệ thống cung cấp khí phải kết hợp những đặc tính tối ưu nhất của sự thay đổi biên dạng cam.
2 CẤU TẠO.
ß : Hướng di chuyển của trục cam, theo hướng có biên dạng cam tăng.
: Hướng di chuyển của trục cam, theo hướng có biên dạng cam giảm.
3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG.
Hệ thống phân phối khí DOHC có biên dạng cam thay đổi được điều khiển bằng thủy lực hoặc bằng điện, làm trục cam di chuyển tới hoặc lui để thay đổi được biên dạng cam tương ứng với từng chế độ làm việc của động cơ. Nguyên lý hoạt động của hệ thống diễn ra như sau :
+ Ở tốc độ thấp:
Khi xe chạy trong thành phố, đường gồ ghề không bằng phẳng, động cơ làm việc ở tốc độ thấp, thì hộp điều khiển ECU sẽ nhận tín hiệu từ các cảm biến như : tải của động cơ, nhiệt độ động cơ, tốc độ động cơ v.v… Từ các tín hiệu này, ECU sẽ phân tích ra và gởi một dòng tín hiệu tới trục cam để điều khiển trục cam làm việc ở biên dạng cam nhỏ ứng với tốc độ động cơ thấp.
+ Ở tốc độ cao
Khi xe đã qua những đoạn đường xấu, ra khỏi thành phố v.v… Thì tốc độ động cơ lúc này bắt đầu tăng lên. Khi đó thì ECU sẽ nhận được các tín hiệu từ các cảm biến và gửi một dòng tín hiệu điều khiển trục cam thay đổi biên dạng làm việc của cam. Vì vậy mà ở mọi chế độ làm việc của động cơ, cam đều đáp ứng được các yêu cầu về công suất động cơ và lượng tiêu hao nhiên liệu đạt hiệu quả tối ưu nhất.
Các chế độ quay của cam nạp
Chú thích:
1 – Tốc độ cầm chừng ;
2 – Tốc độ bình thường ;
3 – Tốc độ cao.
Đồ thị hình dưới mô tả góc độ mở của cam nạp và cam thải có biên dạng cam thay đổi.
Sự thay đổi biên dạng cam
Chú thích:
1 – Cam ở biên dạng chuẩn ;
2 – Cam ở biên dạng cao
