Công nghệ VTEC trên Honda không chỉ mang lại khả năng tăng tốc mạnh mẽ mà còn duy trì mức tiêu hao nhiên liệu hợp lý. Với cơ chế điều khiển van biến thiên thông minh, VTEC giúp động cơ hoạt động linh hoạt ở nhiều dải tua, trở thành điểm nhấn đặc trưng của các mẫu xe Honda.
1. Hệ thống VTEC
1.1 Lịch sử hình thành
VTEC ra đời vào những năm 1980, khi Honda đang cố gắng tìm cách tăng hiệu suất và hiệu quả nhiên liệu của động cơ xăng của họ. Khi đó, các động cơ truyền thống chỉ sử dụng một cấu hình van và camshaft duy nhất, khiến chúng có thể chỉ hoạt động hiệu quả ở một phạm vi rộng của tốc độ động cơ.
Tuy nhiên, Honda nhận ra rằng bằng cách sử dụng nhiều camshaft và van khác nhau, có thể điều khiển được lưu lượng khí nạp vào động cơ ở nhiều mức độ khác nhau tùy thuộc vào tốc độ và tình trạng lái xe. Điều này cho phép tăng hiệu suất và hiệu quả nhiên liệu của động cơ, mà không làm giảm độ bền hoặc độ tin cậy của xe.
VTEC được giới thiệu lần đầu tiên trên mẫu xe Acura NSX vào năm 1989 và sau đó trên các mẫu xe Honda khác. Công nghệ này đã giúp Honda đạt được nhiều thành công trong ngành công nghiệp ô tô, với các động cơ VTEC được đánh giá là một trong những động cơ xăng tốt nhất trên thị trường.
1.2 Khái niệm
VTEC cho phép động cơ chuyển đổi giữa hai biên dạng cam khác nhau. Trên động cơ DOHC, mỗi trục cam được thiết kế với 3 vấu cam cho một xy lanh. Trong đó có hai vấu cam chính và 1 vấu cam phụ thứ ba có hành trình dài hơn và bề rộng lớn hơn, đi kèm với đó là 3 cò mổ khác nhau trên hệ thống nạp.
1.3 VTEC của HONDA là gì
- VTEC là một công nghệ của Honda được sử dụng trên động cơ xăng của họ để tăng hiệu suất và hiệu quả nhiên liệu.
- VTEC là viết tắt của “Variable Valve Timing and Lift Electronic Control”, có nghĩa là điều khiển điều chỉnh van biến thiên và nâng hạng điện tử.
- Công nghệ này cho phép động cơ chuyển đổi giữa hai chế độ lái xe: một chế độ dành cho lưu thông thường, với van nạp hở để tăng tốc độ và hiệu suất nhiên liệu, và một chế độ dành cho lái xe thể thao hơn, với van nạp đóng để tăng áp suất và lưu lượng khí nạp vào động cơ, tăng công suất và hiệu suất xe.
- VTEC đã trở thành một trong những công nghệ động cơ được đánh giá cao nhất trong ngành công nghiệp ô tô, và được sử dụng rộng rãi trên các mẫu xe Honda từ những năm 1990 đến nay.
2. Cấu tạo, chức năng, nguyên lý hoạt động của VTEC
2.1 Cấu tạo VTEC
- Trục cam
- Tấm định vị
- Cỏ mổ thứ cấp
- Cò mổ thứ hai
- Piston đồng bộ
- Piston tác động
- Xupap hút
- Động cơ bố trí 4 xupap cho mỗi xylanh, bao gồm 2 xupap nạp và 2 xupap thải.
- Điều khác biệt của kiểu này so với kiểu SOHC VTEC là chỉ bố trí hai vấu cam nạp có biên độ mở khác nhau, một cam có biên độ mở lớn và một cam có biên độ mở nhỏ.
- Các piston lắp đặt bên trong cò mổ sẽ đẩy piston đồng bộ di chuyển cùng hướng để ép piston chặn và lò xo hoàn lực lại tạo sự liên kết hai cò mổ lại với nhau. Khí mất áp lực dầu, dưới sự hoàn lực của lò xo thông qua piston chặn sẽ được piston đồng bộ trở về làm tách 2 cò mổ riêng lẻ.
2.2 Nguyên lý hoạt động
Theo như tên gọi của nó, hệ thống VTEC 3 giai đoạn là hệ thống có khả năng hoạt động theo 3 giai đoạn hoạt động của động cơ. Vòng tua thấp, vòng tua trung bình và vòng tua cao. Hệ thống này chỉ được trang bị trên trục cam nạp của động cơ.
Ở vòng tua thấp:
- Hệ thống chỉ cho phép một xupap hoạt động với độ mở xupap nhỏ.
- Các chốt cố định lúc này không hoạt động, vấu cam nhỏ tác động lên một cò mổ làm cho một xupap hoạt động (trục cam ở hệ thống này có ít vấu cam kích thước nhỏ hơn so với hệ thống VTEC-E, hai xupap được điều khiển bằng hai vấu cam, một vấu cam nhỏ và một vấu cam lớn). Hành trình xupap ngắn nên lượng hòa khí đi vào xylanh ít, đủ để động cơ hoạt động ở vòng tua thấp.
- Hai cò mổ được tách rời, vì thế xupap hút thứ nhất điều khiển sự phân phối chính trong khi đó xupap hút thứ hai hé mở để ngăn chặn nhiên liệu tích lũy ở cửa nạp. Ở tốc độ cao, hai cò mổ được liên kết thành một khối nhờ vào piston đồng bộ. Vì vậy tốc độ này cả hai xupap đều chịu sự tác động của vấu cam có biên độ mở lớn nhất.
- Kỹ thuật thay đổi thời gian phân phối khí và mức độ nâng xupap được sử dụng cho động cơ nhằm mục đích tiêu thụ nhiên liệu thấp nhất nhưng công suất phát ra van cao. Với hệ thống này, đặc điểm nổi bật là với một tỷ lệ hòa khí tiết kiệm nhưng vẫn tạo ra một mômen lớn ở tốc độ thấp, đồng thời ở tốc độ cao công suất phát ra lớn tương đương như động cơ bốn xupap tiêu chuẩn đạt được
Ở vòng tua trung bình:
- Hệ thống cấp dầu thủy lực điều khiển chốt cố định phía trên hoạt động.
- Hai cò mổ chính lúc này được khóa lại với nhau nhưng không khóa với cò mổ trung gian.
- Hai xupap cùng được mở nhưng vì vẫn sử dụng vấu cam nhỏ nên hành trình của xupap vẫn là hành trình ngắn.
- Vì cả hai xupap đều được mở nên hòa khí đi vào xylanh lúc này nhiều hơn so với trường hợp chỉ mở một xupap ban đầu, phù hợp với mức hoạt động trung bình của động cơ.
Ở vòng tua cao:
- Cả hai hệ thống chốt cố định trên và dưới đều được hoạt động.
- Chốt cố định trên khóa hai cò mổ chính vơi nhau, chốt cố định dưới khóa cụm hai cò mổ chính với cò mổ trung gian. Lúc này cụm ba cò mổ chịu sự tác dụng của vấu cam lớn.
- Cả hai xupap cùng hoạt động và hành trình xupap lớn. Cung cấp càng nhiều hòa khí hơn vào xylanh, giúp tăng công suất động cơ, đảm bảo động cơ hoạt động ở vòng tua cao.
PCM/ECM kích hoạt để VTEC hoạt động, các piston nối dưới tác động của dầu thủy lực sẽ di chuyển để nối các cò mổ tốc độ thấp và tốc độ cao với nhau thành một khối.
Lúc này, các xupap mở ra nhiều hơn và thời gian mở tăng lên. Không khí được nạp vào nhiều hơn, công suất động cơ tăng lên nhanh chóng. Piston tác động được bố trí bên trong cò mổ thứ nhất, nó được tác động bởi áp lực dầu để di chuyển theo hướng mũi tên như hình trên.
Cả hai cò mổ thứ 1 và thứ 2 được liên kết lại với nhau bằng piston đồng bộ.
Ở tốc độ này, biên độ mở của xupap thứ hai giống như biên độ mở của xupap thứ nhất nhằm đáp ứng cho sự hoạt động ở tốc độ cao giống như động cơ 4 xupap thông thường (2 xupap điều khiển phân phối khí).
2.3 Chức năng của VTEC
Công nghệ VTEC cho phép động cơ chuyển đổi giữa hai biên dạng cam khác nhau, trên động cơ DOHC, mỗi trục cam được thiết kế với 3 vấu cam cho một xy lanh.
- Trong đó có hai vấu cam chính và 1 vấu phụ thứ ba có hành trình dài hơn và bề rộng lớn hơn, đi kèm với đó là 3 cò mổ khác nhau trên hệ thống nạp
- Bên cạnh đó chức năng van biến thiên các dòng xe khác nói chung và VTEC nói riêng thì đều có chức năng thực hiện đóng mở xupap linh hoạt hơn theo một số vòng tua khác nhau của động cơ giúp động cơ được tối ưu hoá ở các vòng tua thấp, trung bình và tua cao.
Để nói về chức năng của VTEC, điểm đặt biệt của hệ thống này thì sẽ có 3 gối cam 2 gối cam nhỏ như truyền thống và 1 gối cam lớn ở giữa 2 gối cam nhỏ
- Khi ở tốc độ thấp và trung bình cơ bản chỉ có 2 gối cam nhỏ hoạt động tác động lên cò mổ để thực hiện việc đóng mở xupap, còn khi xe ở vận tốc cao vòng tua cao thì gối cam lớn sẽ hoạt động, bằng cách đóng chốt nó sẽ kích hoạt bằng thuỷ lực.
- Để khoá đồng thời cho các cò mổ hoạt động cùng lúc, việc khoá chốt này thực hiện bằng thuỷ lực va có sự can thiệp của ECM, khi đã nhận biết được sự đạp sâu của bàn đạp chân ga, lúc đó 3 gối cam sẽ hoạt động cùng lúc thì gối cam cao sẽ tác động vào cò mổ và đồng thời sẽ đẩy theo các cò mổ còn lại.
Việc này giúp gối cam cao đẩy các cò mổ xuống sâu hơn xupap mở xâu hơn, lúc đó động cơ sẽ nạp được nhiều hoà khí hơn.
Trên đây là toàn bộ thông tin về công nghệ VTEC trên Honda mà trung tâm VATC muốn gửi đến bạn. Hy vọng bạn đã có thêm cho mình kiến thức hay trong ngày.
Nếu bạn có đang đam mê hoặc muốn tìm hiểu về các khóa học trong ngành ô tô thì liên hệ ngay với trung tâm VATC theo thông tin dưới đây để được tư vấn chi tiết nhất nhé!
Trung Tâm Huấn Luyện Kỹ Thuật Ô Tô Việt Nam – VATC
- Địa chỉ: Số 4-6, Đường số 4, Phường Hiệp Bình Phước, Thành Phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh
- Điện thoại: 0945711717
- Email: info@oto.edu.vn
Xem thêm:
