Hệ thống Vanos lần đầu tiên được giới thiệu vào năm 1992 trên động cơ BMW M50 ở 2 dòng xe 3 và 5 Series. Từ đó trở về sau, hầu như các mẫu xe BMW khi ra mắt đều được trang bị hệ thống VANOS.
1. Lịch sử hình thành và khái niệm
Lịch sử hình thành:
Vào năm 1998, hệ thống Double VANOS được giới thiệu, nó có thể điều khiển sự tăng mức độ đốt cháy nhiên liệu một cách to lớn, tăng công suất, mô-men xoắn và đưa ra mức độ không tải tốt hơn,tiết kiệm nhiên liệu hơn.
Hệ thống Double VANOS này là hệ thống đầu tiên điều khiển bằng điện tử, điều khiển sự hoạt động liên tục của cả van nạp và van xả.
Khái niệm:
Hệ thống Vanos (Variable Nockenwellen Steuerung) là một thành phần quan trọng của động cơ BMW hiện đại, nhờ đó có thể giảm đáng kể lượng khí thải, giảm tiêu hao nhiên liệu, tăng mô-men xoắn động cơ ở vòng tua thấp và tăng công suất cực đại ở vòng tua cao.
Hệ thống này sẽ cho phép động cơ chạy ổn định nhất có thể khi không tải, ngay cả ở nhiệt độ thấp.
Hệ thống này được phát minh bởi các kỹ sư của BMW. VANOS thực chất là một hệ thống điều phối van biến thiên.
- Tính đặc thù của nó nằm ở chỗ nó có thể thay đổi vị trí của trục cam so với trục khuỷu.
- Do đó, các giai đoạn của cơ chế phân phối khí (GRM) được điều chỉnh. Điều chỉnh này có thể được thực hiện từ 6 độ phía trước đến 6 độ chậm lại từ tâm trên cùng.
2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, chức năng VANOS
2.1. Cấu tạo
- Hệ thống có cấu tạo bởi hai bộ hiệu chỉnh cam nạp và cam xã.
- Cụm Rotor điều chỉnh (VarioCam; VaneCam) gồm Rotor ngoài, Rotor trong, hộp điều khiển, 2 van điện từ & cảm biến trục cam (Cảm biến Hall).
- Rotor ngoài: Được dẫn động bởi trục khuỷu qua bánh xích & xích.
- Rotor trong: Được nối cố định với trục cam có thể xoay tương đối so với trục Rotor ngoài.
- Vỏ hộp điều khiển: Chứa kênh dầu dẫn đến bộ hiệu chỉnh.
- Van điện từ: Điều khiển áp dầu vào bộ phận hiệu chỉnh.
- Hệ thống quản lý động cơ: Thu thập tín hiệu từ các cảm biến sau đó điều chỉnh “Sớm” hoặc “Trễ” theo biểu đồ đặc trưng
- ECU
- Cảm biến tốc độ động cơ.
- Van thủy lực (solenoid).
- Đường dẫn dầu.
- Piston trục cam.
- Bánh răng xoay trục.
2.2. Nguyên lý hoạt động các bộ phần dầu, cơ khí
- Đĩa xích A được dẫn dộng bởi trục khuỷu giữa tâm có răng nghiêng ăn khớp với trục B.
- Trục B được kết nối với pittông. Khi áp lực thủy lực tác dụng lên pittông sẽ làm trục này di chuyển dọc trục Trục C là trục cam.
Làm trễ thời điểm phối khí:
Vanos được mặc định ở vị trí làm trễ thời điểm phối khí, lúc này dòng dầu tác dụng trực tiếp lên mặt sau của pittông (mặt gần trục cam) làm kéo trục này sang trái. Khi trục B di chuyển dọc trục sang trái sẽ làm thay đổi góc phối khí theo hướng làm trễ thời điểm phối khí.
Làm sớm thời điểm phối khí :
Khi dòng dầu tác dụng trực tiếp lên mặt trước của pittông làm trục B kéo sang phải. Khi trục B di chuyển dọc trục sang phải sẽ làm thay đổi góc phối khí theo hướng làm sớm thời điểm phối khí.
Giữ nguyên thời điểm phối khí:
Khi đã đạt được thời điểm phối khí tối ưu, DME giữ nguyên tỉ lệ hiệu dụng của xung điều khiển để duy trì vị trí trục cam hợp lý.
2.3. Nguyên lý điều khiển các bộ phận điện, điện tử
Rotor ngoài & Rotor trong có thể quay đối nghịch nhau. Bộ điều khiển động cơ sẽ kích hoạt van điện từ theo cách điều rộng xung.
Nguyên lý hoạt động:
Dầu động cơ chảy vào những ngăn của bộ phận hiệu chỉnh trục cam. Áp suát tác dụng lên cánh Rotor trong trục khiến trục cam được hiệu chỉnh theo hướng sớm hoặc trễ.
Hiệu chỉnh sớm:
Van điện từ ở vị trí A & Điều khiển áp dầu động cơ vào kênh dầu tương ứng.
Hiệu chỉnh trễ:
Van điện tử ở vị trí B & Điều khiển áp dầu vào kênh dầu tương ứng.
Giai đoạn giữ:
Van điện từ điều khiển áp suất dầu luận phiên vào ngăn trái và phải của những cánh Rotor trong. Áp dầu trong các ngăn bằng nhai đến Rotor không quay nữa.
2.4. Chức năng
Hệ thống Vanos là cơ cấu điều khiển cam thông minh dựa trên từng chế độ làm việc của động cơ BMW. Cụ thể hệ thống Vanos có thể điều khiển thời điểm mở sớm xupap nạp và đóng trễ xupap xả trong mỗi chu trình hoạt động giúp cho động cơ có thể “nạp đầy xả sạch” nhằm tối ưu tối đa công suất cho động cơ.
Mô-men xoắn động cơ cao hơn ở vòng tua thấp, ổn định động cơ khi không tải, tiết kiệm nhiên liệu và thân thiện với môi trường
Trên đây là toàn bộ thông tin về hệ thống Vanos trên BMW mà trung tâm VATC 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:
