Giới thiệu hệ thống VVT điều chỉnh trục cam

Mặc dù cho công suất tối đa lớn nhưng không cải thiện được mô men xoắn cực đại và có cơ chế hoạt động phức tạp nên hiện nay hệ thống VVT điều chỉnh trục cam xuất hiện trên ít mẫu xe hơn "đồng nghiệp" VVT dịch pha trục cam.

Honda là hãng đi đầu trong việc ứng dụng công nghệ VVT cho loại xe thường vào cuối thập niên 1980 khi trình làng hệ thống điều khiển van biến thiên VTEC nổi tiếng (Valve Timing Electronic Control). Lần đầu tiên xuất hiện trong mẫu xe Civic, CRX và NS-X, dần dần hệ thống này được trang bị tiêu chuẩn cho phần lớn các sản phẩm của hãng.

Trong hệ thống có hai dãy trục cam với hình dạng không đồng nhất cho phép điều chỉnh thời điểm đóng mở và độ nâng khác nhau. Một dãy hoạt động ở vòng tua bình thường, tức là dưới 4.500 vòng/phút. Dãy còn lại thay thế ở vòng tua lớn hơn. Hiển nhiên, cách bố trí như vậy không cho phép thay đổi thời điểm đóng mở liên tục, do đó động cơ chỉ hoạt động ở mức trung bình tại vòng tua dưới 4.500 vòng/phút nhưng lại bất chợt chuyển mình thành “thú hoang” ở vòng tua lớn hơn.

Hệ thống này thực sự cải thiện công suất cực đại nhờ khả năng tăng vòng tua tối đa lên gần 8.000 vòng/phút (thậm chí 9.000 đối với dòng xe S2000) tương tự động cơ đi kèm trục cam đua. Đồng thời, nó cũng tăng công suất tối đa lên gần 30 mã lực cho động cơ 1,6 lit. Tuy nhiên, để có được công suất như vậy, bạn cần duy trì động cơ trên ngưỡng vòng tua và thường xuyên điều chỉnh số. Khi mô men xoắn tại vòng tua thấp quá “khiêm tốn” (nên nhớ rằng trục cam của động cơ thường cho vòng tua 0-6.000 vòng/phút trong khi trục cam “chậm” của VTEC cần hoạt động 0-4.500 vòng/phút), khả năng điều chỉnh cũng không ấn tượng. Nói tóm lại, hệ thống điều chỉnh trục cam chỉ lý tưởng cho dòng xe thể thao.

Hãng Honda hiện nay đã nâng cấp động cơ VTEC 2 pha lên 3 pha cho một số mẫu xe. Tất nhiên, càng có nhiều pha thì động cơ càng linh hoạt. Dù cho mô men xoắn thấp hơn các “đồng nghiệp” khác nhưng hệ thống điều chỉnh trục cam vẫn được coi là mạnh nhất trong dòng VVT nhờ khả năng điều chỉnh đóng mở van “độc nhất vô nhị” của mình.

Hệ thống VTEC 3 pha của Honda

Hình minh họa cho hệ thống điều khiển van biến thiên VTEC 3 pha của Honda.

Hệ thống VTEC 3 pha mới nhất của hãng Honda hiện nay đang được ứng dụng trong động cơ Civic SOHC tại Nhật Bản. Cơ cấu bao gồm 3 trục cam với thời điểm đóng mở và độ nâng khác nhau. Lưu ý rằng kích thước của chúng cũng không đồng nhất. Trục giữa (thời điểm nhanh, độ nâng cao) như trong biểu đồ trên có kích thước lớn nhất. Trục cam bên tay phải (thời điểm chậm, độ nâng vừa) sở hữu kích thước trung bình. Trục cam còn lại nằm bên tay trái (thời điểm chậm, độ nâng thấp) là nhỏ nhất.

Cơ chế hoạt động

Pha 1 (vòng tua chậm): do đặc tính di chuyển độc lập nên mỏ cò bên trái có nhiệm vụ khởi động van nạp trái sẽ được điều khiển bởi trục cam trái độ nâng thấp. Mỏ cò phải có nhiệm vụ khởi động van nạp phải do trục cam phải độ nâng vừa điều khiển. Thời điểm đóng mở của hai trục cam này đều khá chậm so với trục cam giữa hiện tại không khởi động bất kỳ van nào.

Pha 2 (vòng tua vừa): áp suất thủy lực (tô màu da cam trong hình vẽ) nối mỏ cò trái, phải với nhau, mặc mỏ cò giữa và trục cam tự chạy. Vì trục cam phải lớn hơn trục cam trái nên hai mỏ cò nối liền thực ra được điều khiển bởi trục cam phải. Kết quả là cả hai van nạp đều đóng mở chậm nhưng nâng vừa.

Pha 3 (vòng tua cao): áp suất thủy lực nối ba mỏ cò với nhau. Do trục cam giữa lớn nhất nên thực chất cả hai van nạp đều do trục cam nhanh điều khiển. Vì vậy, hai van có thời điểm đóng mở nhanh và độ nâng cao.

Hệ thống Nissan Neo VVL

Nissan Neo VVL hoạt động giống hệ thống của Honda với trục cam trái và phải có hình dáng tương tự. Ở vòng tua thấp, cả hai mỏ cò đều được điều khiển độc lập bởi trục cam trái/phải có thời điểm đóng mở chậm và độ nâng thấp. Tại vòng tua cao, ba mỏ cò được nối với nhau sao cho trục cam với thời điểm đóng mở nhanh và độ nâng cao có thể điều khiển chúng cùng lúc.

Có thể bạn sẽ nghĩ rằng đây hẳn là hệ thống hai pha. Tuy nhiên, trên thực tế thì không phải như vậy. Do Nissan Neo VVL nhân đôi cơ chế hoạt động tương tự trong trục cam xả nên có thể thực hiện cả ba pha như sau:

Pha 1 (vòng tua thấp): cả hai van nạp và xả đều đặt ở cấu hình chậm.

Pha 2 (vòng tua vừa): cấu hình van nạp nhanh + cấu hình van xả chậm.

Pha 3 (vòng tua cao): cả hai van nạp và xả đều đặt ở cấu hình nhanh.

An Huy

Theo Bưu điện Việt Nam