So sánh VTEC và VVT-i
Hệ thống VTEC và VVT-i được phát triển độc lập bởi Honda và Toyota với mục đích nâng cao hiệu suất của động cơ ô tô. VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control) là một van điều khiển được phát triển bởi Honda, nó chp phép động cơ đạt được công suất ra cao hơn bình thường mà chỉ sử dụng lượng nhiên liệu thấp hơn so với những động cơ sử dụng tang áp bình thường vẫn hay làm. VVT-i (Variable Valve Timing with intelligence) là một hệ thống tương đương với VTEC nhưng có một số điểm khác biệt, đặc biệt là hệ thống VVTL-i (Variable Valve Timing and Lift intelligent system) gần giống nhất với VTEC. VVTL-i được sử dụng trên Toyota Celica SS-II 1999 nhưng không được sử dụng tiếp do không đạt tiêu chuẩn khí thải EURO IV
Nguyên lý làm việc

Ở trong động cơ ô tô, xupap nạp và xupap xả làm việc được nhờ có trục cam. Thời gian phối khí, hành trình của xupap được xác định bởi biên dạng cam và chính những vấu cam làm cho xupap di chuyển. Thời gian phối khí hay quy ra pha phối khí được tính toán khi xupap đóng hoặc mở lien quan tới vị trí của piston; hành trình của xupap thì được quy ra là xupap phải mở bao nhiêu.
Nguyên lý hoạt động của VVT-i (Do trong bài đăng trước em đã có đưa nguyên lý làm việc của VVT rồi nên bài này em xin phép chỉ up video lên.

i-VTEC không chỉ thay đổi pha phối khí mà còn thay đổi cả hành trình của xupap, trong khi VVT-i chỉ thay đổi pha phối khí. Công nghệ được sử dụng bởi Toyota cũng có làm thay đổi hành trình của xupap là VVTL-i.

i-VTEC

Hệ thống i-VTEC làm việc trên nguyên lý rất đơn giản, với cơ cấu cơ khí đơn giản, thay đổi khi tốc độ của động cơ thay đổi.

i-VTEC sử dụng trục cam với hai biên dạng cam khác nhau cho xupap nạp (xả).



Ở điều kiện làm việc bình thường với tốc độ vòng quay còn thấy, con đội ở giữa do không được lien kết với hai con đội ở hai bên, nó không có tác động gì làm thay đổi hành trình của xupap.

Khi tốc độ vòng quay lớn, đạt tới một mức nào đó do nhà sản xuất quy định, dầu thủy lực được cấp vào đầy chốt ở con đội, lien kết 3 con đội thành 1. Khi đó, vấu cam ở giữa với biên dạng lồi hơn sẽ làm tang hành trình của xupap

Nguyên lý làm việc của VTEC
Em xin tổng hợp lại và có một số so sánh


Mong các bác đóng góp ý kiến. Em cảm ơn.

Lĩnh vực giao thong mà đặc biệt là giao thong đường bộ cũng như cách mà chúng ta di chuyển từ điểm A sang điểm B đã thay đổi rất nhiều từ khi chiếc xe ô tô đầu tiên ra đời. Cùng với những sự phát triển nhanh chóng và vượt bậc của công nghệ, câu trả lời cho câu hỏi: “làm thế nào để có thể nhìn được đường khi đi vào buổi tối?” đã có nhiều, rất nhiều thay đổi và cải tiến từ những ngày chiếc xe đầu tiên ra đời cho tới nay. Chỉ với thao tác đơn giản: nhấn một nút hay xoay một cái núm, một cái công tắc, việc di chuyển trong điều kiện thời tiết thiếu ánh sang hay đi trong ban đêm, hay đảm bảo cho việc an toàn trong quan sát không thể thiếu được sự có mặt của đèn pha. Từ nguồn gốc khiêm tốn của mình, đèn pha đã thay đổi từ vai trò là những thiết bị trang trí, thiết bị phụ trên xe vào những năm 1900 cho tới khi trở thành một phần không thể thiếu trong thị trường giao thong ngày nay cũng như những chuyến đi. Vậy bài viết hôm nay sẽ giúp các bạn tìm hiểu về sự phát triển của đèn pha ô tô từ những ngày đầu
“Đèn pha” Axetilen – Carbide
Cũng giống như những chiếc đèn đốt bằng khí ngày xưa, những chiếc đèn pha đầu tiên trên ô tô được giới thiệu vào những năm 1880, sử dụng dầu và axetilen. Những chiếc đèn này được sản xuất với mục đích đầu tiên là dung cho ngành khai mỏ, sau đó hang Carbide đã dung cách là đốt khí axetilen tạo ra khi cho nước tác dụng với canxi cacbau để tạo ra ánh sáng.

Những chiếc đèn được gọi là đèn pha đầu tiên này cần phải lau chùi thường xuyên vì nó tạo ra muội và cả chất độc. Đèn này được gắn trên xe ô tô bằng cách làm cái đèn như đèn lồng, hay như cái đèn dầu ở Việt Nam mình hay dung, sau đó đặt một tấm gương ở phía sau đề phản chiếu ánh sang ra phía trước, tuy nhiên những tia sang không hội tụ. Với khoảng chiếu sáng nhỏ và không có lens bảo vệ, những cơn gió mạnh dễ dàng làm tắt chiếc đèn pha này. Ở điều kiện thời tiết lạnh giá thì nước bị đóng bang, không thể tạo ra khí axetilen để đốt cháy. Mãi tới năm 1912, đèn axetilen mới được sử dụng nhiều bởi các nhà sản xuất ô tô.

Đèn điện

Mặc dù đèn điện là một hướng đi đúng trong việc chiếu sang cho xe ô tô, thế nhưng những chiếc đèn pha sử dụng điện đầu tiên lại tiêu tốn quá nhiều năng lượng, điều này làm cho những nhà sản xuất không muốn đầu tư vào nó. Chiếc đèn pha sử dụng điện đầu tiên được ra mắt công chúng vào năm 1898 bởi Electric Vehicle Company, nhưng cũng phải tới năm 1904, khi mà Pockley Automobile Electric Lighting Syndicate có ý tưởng những chiếc đèn sử dụng điện từ ắc quy 8V. Năm 1912, Cadillac giới thiệu Hệ thống đánh lửa và chiếu sang điện Delco của họ và mở ra con đường cho hệ thống điện trên xe ô tô mà sự phát triển thì như chúng ta đã thấy như ngày hôm nay. (Cái này có thể gọi là Hot Trend thời đó được)

Những chiếc đèn hậu đầu tiện, được lắp vào một cụm với đèn đừng và đèn xy nhanh, được giới thiệu vào năm 1918. So sánh với những hệ thống được sử dụng ngày nay, chỉ cần sử dụng một cần nhỏ đặt cạnh vô lăng là đã có thể điều khiển được những bóng đèn hậu. Sau sự ra đời này không lâu, đèn hậu đã trở thành tiêu chuẩn trên hầu hết ô tô.

Đèn pha được làm kín

Được giới thiệu vào những năm 1939, kiểu thiết kế đèn pha kiểu chum tia sang có vỏ bao kín được sản xuất với tấm phản chiếu kim loại, một bóng đèn hàn, và thấu kính thủy tinh được gắn cứng với đèn, Những bóng đèn tròn tiêu chuẩn này tạo ra ánh sang hội tụ hơn nhờ sự có mặt của sợi dây tóc được làm từ Vonfram, đặt bên trong thấu kính. Dựa theo tiêu chuẩn an toàn 108 của Federal Motor, tất cả ô tô bán ra ở Mỹ đều phải có đèn pha với đường kính của đèn pha là 7”, làm hạn chế thiết kế của các kỹ sư. Vào năm 1957, luật của Mỹ cho phép sử dụng 4 đèn pha, với kích thước 5.75" đường kính. Hai trong số đó được sử dụng như đèn chiếu xa, và 2 đèn còn lại sử dụng chiếu sang gần.

Những chiếc đèn halogen lúc đó vẫn chưa được ra mắt cho tới những năm 1960. Những người châu Âu thúc đẩy tiến độ rất nhanh để công nghệ mới này có thể vượt được những nhà sản xuất ô tô của Mỹ. Những nhà sản xuất ô tô ở châu Âu về cơ bản sửu dụng thiết kế đèn pha được bao kín và tang khả năng chiếu sáng của đèn bằng cách them khí halogen vào trong để nó tác dụng với sợi Vonfram. Thiết kế này cung cấp nguồn sang mạnh hơn để chiếu sang đường phía trước. Thị trường ô tô Mỹ không sử dụng loại đèn này cho tới tận năm 1979.

Đèn pha composite

Cho tới khi có sự ra đời của những chiếc đèn pha composit thì những chiếc đèn sợi đốt hay sử dụng ánh sang từ sự cháy mới được thay thế. Với một hệ thống mà tất cả trong một như này, những chiếc đèn pha ở thời điểm này lại hản chế khả năng nhìn do phần kính bị mờ đi sau một thời gian sử dụng. Để có được khả năng nhìn tốt nhất, người sử dụng phải thay thế cả cụm đèn này, gây tốn tiền và phải thay đèn theo chu kỳ.

Vào năm 1983, tiêu chuẩn an toàn 108 của Federal Motor đã sửa đổi để cho phép loại đèn pha này có thể thay thế được bóng đèn, không có tiêu chuẩn về hình dáng, và thấu kính kiểu khí động học. Từ sự sửa đổi này, đèn pha lần đầu tiên được sản xuất từ nhựa. Từ khi cụm đèn pha composit này có thể thay bóng đèn được, sự thay thế của đèn halogen trở nên phổ biến cho tới khi có sự xuất hiện của đèn HID (xenon).

Đèn xenon

Được giới thiệu vào đầu những năm 1990, đèn pha Xenon là sự kết hợp của đèn ‘metal halide’ được nạp đầy khí Xenon. Nó giúp tạo ra đủ ánh sang ngay khi vừa mới khởi động xe và tạo ra lượng ánh sang tối đa ngay sau đó. So sánh với đèn halogen, đèn HID (Xenon) đã nâng cao tuổi thọ của đèn, độ sang, chùm sang với mật độ cao hơn, độ bền cơ học cũng như độ bền màu. Từ khi việc thu nhỏ kích thước của những chiếc bóng đèn không làm ảnh hưởng đến khả năng chiếu sang của nó, những người thiết kế đã có thể thiết kế đèn pha của họ sang tạo hơn.

Những nhà sản xuất ô tô của châu Âu một lần nữa lại đi trước trong việc sản xuất ra mẫu xe sử dụng lần đầu đèn HID là xe BMW 7 Series năm 1991. Chiếc xe Mỹ đầu tiên sử dụng HID là Lincoln Mark VIII 1996.

Đèn LED

Đèn LED được sử dụng đầu tiên trên Audi A8 2004, chủ yếu sử dụng như đèn chiếu sang ban ngày cho xe. Công nghệ này được sử dụng một cách rộng rãi trên thị trường hiện nay bởi nó tạo ra một lượng ánh sang lớn mà không tiêu thụ nhiều năng lượng. Đèn LED thống trị về hiệu suất khi mà nó tạo ra một mức nhiệt rất nhỏ so với những thế hệ trước của đèn pha. Đi ốt sau khi được cải tiến trở nên nhỏ hơn, nó có thể dễ dàng sửa dụng trong các loại đèn pha với hình dạng khác nhau, đặc biệt Audi A8 2007 đã sử dụng LED trên tất cả các phần của đèn pha.

Đèn Lasers

Mặc dù nghe như trong những bộ phim của James Bond, đèn pha laser là công nghệ chiếu sang mới nhất hiện nay được sử dụng trong ô tô. Sản phẩm đầu tiên sử dụng công nghệ này là chiếc BMW i8. 3 đi ốt hội tụ mồn chum sang laser xanh vào một thấu kính, thấu kính này hội tụ 3 chùm sang này thành một. Chùm sang đơn này sau đó sẽ đi qua một thấu kính phốt pho và chuyển thanh ánh sang trắng. Chùm sang này sau đó đập vào tấm phản chiếu và chiếu tới đường. Một điều đáng kinh ngạc là những chum laser này chiếu sang hiệu quả hơn 30% so với đèn LED và có thể chiếu sang hầu như gấp đôi quãng đường, tới gần 2000m. Tức là gần 18 sân bóng đá. Mặc dù có những lợi thế như vậy so với đèn LED, nhưng khả năng hội tụ của đèn laser khi chiếu sang ở chế độ high beam lại kém hơn đèn LED.

Từ thế hệ đầu tiên, đèn pha đã trải qua một chặng đường dài từ chiếu sang bằng ngọn lửa đơn giản tới sử dụng đèn laser phức tạp. Các bác có biết nhà sản xuất nào khác dung đèn laser không? Để lại cmt ở bên dưới để mọi người cùng thảo luận nhé. Cảm ơn các bác.
Audi: History of Light:

Em thấy các bác đang thảo luận nhiều về VVT-iW của TOYOTA. Hôm nay em xin mạn phép được đăng bài này lên thông qua tài liệu em tìm hiều được.
VVT-iW: dẫn động cả 2 trục cam bằng một xích, cơ cấu điều chỉnh góc phối khí bằng cơ khí với một cánh rotor đặt ở răng cánh xích của trục cam nạp và trục cam xả.
Hệ thống VVT-iW (Variable Valve Timing – intelligent Wide) cho phép làm mượt mà sự thay đổi của góc đóng mở xupap khi điều kiện hoạt động của động cơ thay đổi. Điều này đạt được bởi sự quay của trục cam nạp liên quan đến cánh răng dẫn động trong khoảng 75 – 80o (góc quay trục khuỷu)
Khoảng mở rộng, so sánh với những hệ thống thông thường, hoạt động chủ yếu phía làm muộn thời điểm đóng xupap. Ở trục cam thứ hai vẫn sử dụng nguyên lý hoạt động như ở thế hệ VVT-i.

Hệ thống VVT-iW (Variable Valve Timing – intelligent Wide) cho phép làm mượt mà sự thay đổi của góc đóng mở xupap khi điều kiện hoạt động của động cơ thay đổi. Điều này đạt được bởi sự quay của trục cam xả liên quan đến cánh răng dẫn động trong khoảng 50 – 55o (góc quay trục khuỷu)
Kết hợp sự hoạt động của trục cam nạp với VVT-iW và trục cam xả với VVT-i cho ta những ưu điểm sau:
1. Khởi động (xupap xả - sớm, xupap nạp - đúng). Để đảm bảo độ tin cậy của việc khởi động, hai chốt khóa độc lập được sử dụng để giữ cho rotor ở vị trí xác định ban đầu của nó.
2. Ở các chế độ tải nhỏ (xupap xả - muộn, xupap nạp – muộn). Cho phép động cơ hoạt động ở cả chu trình Miller/Atkinson, giảm thất thoát và tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu.
3. Tải trung bình tới toàn tải (xupap xả - muộn, xupap nạp – sớm). Cung cấp cái gọi là luân hồi khí thải, và cải thiện chất lượng khí xả.

Màu trắng – xupap nạp Màu đen – xupap xả
Cơ cấu truyền động của VVT-iW
Cơ cấu truyền động của VVT-iW gồm có cánh rotor được lắp ở trục cam nạp. Hai chốt khóa giữ cho rotor ở đúng vị trí ban đầu của nó. Một lò xo phụ dạng phẳng được đặt ở hướng lằm tăng góc phối khí sớm để kéo cánh rotor về vị trí xác định ban đầu. Nó giúp cho việc khởi động được diễn ra bình thường.

1. Bulong trung tâm; 2. Lò xo phụ; 3. Vỏ trước; 4. Rotor; 5. Chốt khóa;
6. Vành rang dẫn động (vỏ); 7. Vỏ sau; 8. Trục cam nạp; a. Rãnh khóa

Van điều khiển dầu được thiết kế đặt nằm trong bu long trung tâm. Ở đây những đường dầu điều khiển có quãng đường ngắn nhất để tạo ra tín hiệu phản hồi nhanh nhất hoặc tốc độ phản hồi bình thường ở nhiệt độ thấp. Van điều khiển được dẫn động bởi chốt đẩy van solenoid của VVT-iW .

a. Đường dầu hồi; b. Tới khoang làm sớm; c. Tới khoang làm muộn; d. Dầu động cơ; e. Tới chốt khóa

Thiết kế của van cho phép điều khiển độc lập 2 chốt khóa cho việc làm sớm hay làm muộn góc phối khí. Nó cũng cho phép thay đổi cánh rotor để có được vị trí xác định ban đầu của VVT-iW control.

1. Chốt ngoài; 2. Chốt trong;
a. Khi khóa; b. Khi không khóa; c. Đường dầu; d. Rãnh khóa

Van solenoid của VVT-iW được lắp ở vỏ của xích cam và được kết nối trực tiếp với cơ cấu truyền động ở bên trong.

a. Cuộn dây; b. Chốt đẩy; c. Cần

Khi làm sớm góc phối khí: ECM chuyển van solenoid sang vị trí làm sớm và đẩy ống spool ở bên trong bulong trung tâm để mở và đóng các đường dầu điều khiển tương ứng. Dầu động cơ dưới áp suất được cấp vào cánh rotor ở khoang làm sớm, làm quay nó cùng với cả trục cam về hướng làm sớm pha phối khí.

1 - rotor, 2 - from ECM, 3 - VVT-iW solenoid. a - direction of rotation, b - retard chamber, c - advance chamber, d - to advance chamber, e - from retard chamber, f - drain, g - oil pressure.

Khi làm muộn góc phối khí: ECM chuyển van solenoid sang vị trí làm muộn đẩy ống spool ở bên tong bulong trung tâm để mở và đóng các đường dầu điều khiển tương ứng. Dầu động cơ dưới áp suất được cấp vào cánh rotor ở khoang làm muộn, làm quay nó cùng với cả trục cam về hướng làm muộn pha phối khí.

1 - rotor, 2 - from ECM, 3 - VVT-iW solenoid. a - direction of rotation, b - retard chamber, c - advance chamber, d - to advance chamber, e - from retard chamber, f - drain, g - oil pressure.

Khi giữ trục cam làm việc ở vị trí nhất định: ECM tính toán góc cần thiết dựa vào điều kiện hoạt động của động cơ, và sau khi vị trí đó được xác định, nó điều khiển van điều khiển về vị trí tự do cho tới khi có sự thay đổi khác từ điều kiện hoạt động.
Cơ cấu truyền động của VVT-i
Cơ cấu truyền động của VVT-i với một cánh rotor được lắp ở trục cam xả (loại truyền thống hay loại mới – với van điều khiển dầu ở bulong trung tâm). Khi động cơ ngừng hoạt động chốt khóa giữ rotor ở vị trí mà góc phối khí được điều chỉnh sớm nhất cho quá trình khởi động.
Một lò xo phụ cũng được sử dụng cùng chức năng như ở hệ thống VVT-iW.

VVT-i actuator (AR). 1 - auxiliary spring, 2 - housing, 3 - rotor, 4 - lock pin, 5 - sprocket, 6 - camshaft. a - stop, b - operation.

VVT-i actuator (GR). 1 - central bolt, 2 - front cover, 3 - housing, 4 - rotor, 5 - rear cover, 6 - exhaust camshaft.
ECM điều khiển dòng dầu tới các khoang làm sớm và làm muộn bởi van solenoid, dựa trên tín hiệu từ cảm biến vị trí trục cam. Khi động cơ dừng ống nhỏ spool phía trong bulong chính sẽ bị dịch chuyển về vị trí có góc phối khí sớm nhất.

VVT valve (AR). 1 - solenoid. a - spring, b - sleeve, c - valve spool, d - to actuator (advance chamber), e - to actuator (retard chamber), f - drain, g - oil pressure.


VVT valve (GR). 1 - solenoid. a - drain, b - to actuator (advance chamber), c - to actuator (retard chamber), d - oil pressure.
Khi làm sớm góc phối khí: ECM chuyển van solenoid sang vị trí làm sớm và đẩy ống spool ở bên tong bulong trung tâm để mở và đóng các đường dầu điều khiển tương ứng. Dầu động cơ dưới áp suất được cấp vào cánh rotor ở khoang làm sớm, làm quay nó cùng với cả trục cam về hướng làm sớm pha phối khí.

1 - rotor, 2 - VVT-i solenoid, 3 - from ECM. a - the direction of rotation, b - oil pressure, c - drain.


1 - rotor, 2 - ECM, 3 - VVT-i solenoid, 3 - from ECM. a - the direction of rotation, b - retard chamber, c - advance chamber, d - to advance chamber, e - from retard chamber, f - drain, g - oil pressure.
Khi làm muộn góc phối khí: ECM chuyển van solenoid sang vị trí làm muộn đẩy ống spool ở bên tong bulong trung tâm để mở và đóng các đường dầu điều khiển tương ứng. Dầu động cơ dưới áp suất được cấp vào cánh rotor ở khoang làm muộn, làm quay nó cùng với cả trục cam về hướng làm muộn pha phối khí.

1 - rotor, 2 - VVT-i solenoid, 3 - from ECM. a - the direction of rotation, b - oil pressure, c - drain.


1 - rotor, 2 - from ECM, 3 - VVT-i solenoid. a - the direction of rotation, b - retard chamber, c - advance chamber, d - from advance chamber, e - to retard chamber, f - drain, g - oil pressure.
Khi giữ trục cam làm việc ở vị trí nhất định: ECM tính toán góc cần thiết dựa vào điều kiện hoạt động của động cơ, và sau khi vị trí đó được xác định, nó điều khiển van điều khiển về vị trí tự do cho tới khi có sự thay đổi khác từ điều kiện hoạt động.
Em xin tổng hợp lại một chút
- VVT-iW có lắp VVT-iW ở trục cam nạp cùng với VVT-i ở trục cảm xả
- VVT-i thì chỉ có cơ cấu truyền động lắp ở trục cam nạp.
Mong các bác đóng góp ý kiến về bài viết.