Tìm hiểu thông tin chi tiết về chủ đề: Hệ thống VVT-iE (Variable Valve Timing with intelligence by Electric motor) qua bài viết kỹ thuật sau đây của trung tâm VATC. Đọc đến hết bài viết để không bỏ lỡ bất kỳ thông tin hữu ích nào nhé!
1. Hệ thống VVT-iE (Variable Valve Timing with intelligence by Electric motor)
Hệ thống điều khiển van biến thiên thông minh (VVT-i) sử dụng động cơ điện hoàn toàn giống với Dual VVT-i, ngoại trừ việc bộ truyền động điều khiển điện tử điều chỉnh thời điểm đóng mở trục cam trên van nạp thay vì sử dụng áp suất thủy lực. Quá trình đóng mở van nạp vẫn được điều khiển bằng thủy lực.
Quy trình này được sử dụng trong dòng động cơ 1UR của Lexus. Động cơ truyền động chạy cùng tốc độ với trục cam và điều chỉnh tăng hoặc giảm để thay đổi thời điểm đóng mở van. Điều này cho phép kiểm soát thời điểm đóng mở van và thời gian đóng mở van chính xác và nhanh chóng hơn, nhưng chi phí triển khai cao hơn.
2. Cấu trúc hệ thống VVT-iE
VVT-iE bao gồm “bộ biến đổi xoay (phaser)” gắn trên trục cam nạp, “mô-tơ không chổi than (brushless motor)” được lắp trong vỏ xích động cơ (engine chain case), và “mạch điều khiển truyền động (EDU – Electronic Drive Unit)” tích hợp chung với mô-tơ. EDU điều khiển mô-tơ theo lệnh từ ECU động cơ.
Chức năng của bộ biến đổi pha là chuyển đổi chuyển động quay của mô-tơ thành thay đổi góc pha cam (tiến cam hoặc trễ cam).
3. Nguyên lý hoạt động
Bằng cách quay mô-tơ nhanh hơn tốc độ quay của trục cam, góc xoay cam được tiến (advance).
Khi đạt tới góc xoay mục tiêu, đưa tốc độ quay mô-tơ trở về bằng tốc độ quay trục cam để giữ ổn định góc xoay.
Giảm tốc độ mô-tơ thì trục cam bị trễ pha (retard).
Trong quá trình này, tốc độ tiến (hoặc trễ) góc pha cam tỷ lệ thuận với tốc độ tăng (hoặc giảm) tốc độ mô-tơ.
4. Bộ chuyển đổi xoay cam
Như đã nêu trước đó, bộ biến đổi xoay cam có vai trò điều chỉnh góc xoay của cam theo tốc độ quay của động cơ. Bộ biến đổi phải đáp ứng hai yêu cầu:
Thiết lập tỉ lệ giảm tốc tối ưu để có thể sử dụng động cơ nhỏ nhất nhằm điều chỉnh góc xoay một cách tối ưu.
Giữ được góc xoay chống lại mô-men xoắn của cam khi động cơ dừng. Để đáp ứng các yêu cầu này, bộ biến đổi được cấu thành từ “bộ cơ cấu giảm tốc” và “bộ cơ cấu liên kết”.
Các đặc điểm của từng bộ phận như sau:
- Bộ cơ cấu giảm tốc: Sử dụng giảm tốc cycloid nhỏ gọn có thể bố trí đồng trục. Tỉ lệ giảm tốc được thiết lập khoảng 100 lần, dựa trên cân bằng tối ưu giữa kích thước nhỏ của động cơ và phản ứng tốc độ góc xoay của cam.
- Bộ cơ cấu liên kết: Đảm bảo từ động cơ đến trục cam dễ dàng xoay (hiệu suất dương cao), còn từ phía trục cam lại khó xoay (hiệu suất ngược thấp), bằng cách sử dụng phần liên kết và đĩa rãnh xoắn (cam xác định). Bằng cách chọn góc dẫn của bộ phận này trong khoảng hợp lý, giảm thiểu mô-men xoắn yêu cầu từ động cơ trong quá trình hoạt động, đồng thời giữ được góc xoay chống lại mô-men xoắn của cam khi động cơ dừng.
5. Morto và mô-dun điều khiển
Vai trò của động cơ và EDU là điều khiển phần chuyển đổi theo giá trị chỉ thị từ EDU (giá trị mục tiêu xoay Cam). vì nó sẽ được vận hành lặp lại liên tục theo hướng thuận và ngược, nên yêu cầu về độ bền cao và hiệu suất cao để phù hợp với tốc độ quay cao là cần thiết.
Do có yêu cầu, mô tơ IPM (Mô tơ nam châm vĩnh cửu bên trong) đã được áp dụng. Đối với phần mạch EDU, đã được tích hợp với mô tơ nhằm giảm số lượng linh kiện.
Các chức năng được tích hợp vào EDU bao gồm chức năng phản hồi tốc độ (F/B) chuyển đổi chỉ thị tốc độ quay từ EDU sang điều khiển mô tơ và chức năng chẩn đoán để phát hiện trạng thái của EDU và mô tơ.
Kiểm soát F/B tốc độ được áp dụng lần này là chỉ gửi lệnh tốc độ vòng quay của mô tơ từ ECU tới EDU, và điều khiển phản hồi tốc độ vòng quay của mô tơ đối với giá trị lệnh ECU sẽ được thực hiện bên trong EDU. Do ECU có thể trực tiếp chỉ thị góc tiến và góc chậm, nên có thể giảm thiểu công sức phát triển kiểm soát.
6. So sánh tốc độ điều khiển xoay cam của VVT-IE
Giá trị lệnh ECU của VVT truyền thống sử dụng hệ thống thủy lực và VVT-iE được phát triển lần này với tốc độ xoay cam. Đối với VVT truyền thống, nó chịu ảnh hưởng lớn từ tốc độ vòng quay của động cơ và nhiệt độ dầu. Ngược lại, trong trường hợp VVT-iE, tốc độ xoay cam gần như giữ cố định so với giá trị lệnh của ECU.
Điều này cho thấy độ bền của hệ thống điều khiển rất cao đối với các điều kiện khác nhau của động cơ. Như vậy, trong trường hợp VVT-iE, có thể xác nhận rằng không bị ảnh hưởng bởi nhiễu loạn và luôn có phản ứng ở tốc độ cố định.
Trên đây là toàn bộ thông tin về chủ đề Hệ thống VVT-iE (Variable Valve Timing with intelligence by Electric motor) mà trung tâm VATC muốn gửi đến bạn. Hy vọng bài viết này sẽ bổ ích và hữu dụng với bạn.
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:
