Hệ Thống Nạp Nhiên Liệu điện Tử VVT-i Của Toyota - VnExpress

Động cơ I4 16 van VVT-i lắp trên Toyota Camry 2,4 lít.

Hiệu suất làm việc của động cơ phụ thuộc rất nhiều vào hoạt động cung cấp nhiên liệu. Hệ thống điện tử điều khiển van nạp biến thiên VVT-i (variable valve timing with intelligence) được thiết kế với mục đích nâng cao mô-men xoắn của động cơ, cắt giảm tiêu thụ nhiên liệu và khí thải độc hại. Các bộ phận của hệ thống gồm: Bộ xử lý trung tâm ECU 32 bit; bơm và đường dẫn dầu; bộ điều khiển phối khí (VVT) với các van điện; các cảm biến: VVT, vị trí bướm ga, lưu lượng khí nạp, vị trí trục khuỷu, nhiệt độ nước. Ngoài ra, VVT-i thường được thiết kế đồng bộ với cơ cấu bướm ga điện tử ETCS-i, đầu phun nhiên liệu 12 lỗ (loại bỏ sự hỗ trợ bằng khí) và bộ chia điện bằng điện tử cùng các bugi đầu iridium.

Các vị trí điều khiển phối khí của van dầu trong VVT-i.

Trong quá trình hoạt động, các cảm biến vị trí trục khuỷu, vị trí bướm ga và lưu lượng khí nạp cung cấp các dữ liệu chính về ECU để tính toán thông số phối khí theo yêu cầu chủ động. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ cung cấp dữ liệu hiệu chỉnh, còn các đầu đo VVT và vị trí trục khuỷu thì cung cấp các thông tin về tình trạng phối khí thực tế. Trên cơ sở các yếu tố chủ động, hiệu chỉnh và thực tế, ECU sẽ tổng hợp được lệnh phối khí tối ưu cho buồng đốt. Lệnh này được tính toán trong vài phần nghìn giây và quyết định đóng (mở) các van điện của hệ thống thủy lực. Áp lực dầu sẽ tác động thay đổi vị trí bộ điều khiển phối khí, mở các xu-páp nạp đúng mức cần thiết vào thời điểm thích hợp. Như vậy, thay cho hệ thống cam kiểu cũ với độ mở xu-páp không đổi, VVT-i đã điều chỉnh vô cấp hoạt động của các van nạp. Độ mở và thời điểm mở biến thiên theo sự phối hợp các thông số về lưu lượng khí nạp, vị trí bướm ga, tốc độ và nhiệt độ động cơ.

Ngoài ra, còn một cảm biến đo nồng độ oxy dư đặt ở cụm góp xả cho biết tỷ lệ % nhiên liệu được đốt. Thông tin từ đây được gửi về ECU và cũng được phối hợp xử lý khi hiệu chỉnh chế độ nạp tối ưu nhằm tiết kiệm xăng và bảo vệ môi trường.

Sơ đồ cấu tạo hệ thống ETCS-i.

Vị trí bướm ga được người lái quyết định 80% thông qua pê-đan gắn cảm biến góc đạp chân ga, 20% còn lại chịu sự chi phối của các cảm biến khác. Hệ thống bướm ga điện tử ETCS-i hoạt động nhờ một mô-tơ cực nhạy điều khiển bằng xung điện. Cảm biến chân ga gồm 2 đầu đo độc lập, phản ánh thao tác của lái xe đến bộ xử lý trung tâm thông qua 2 luồng tín hiệu có đặc tính khác nhau. Để dự phòng, nếu 1 trong 2 chiếc bị hỏng thì bướm ga vẫn có khả năng mở ở mức giữa 25% và không tải, nếu cả 2 chiếc gặp sự cố xe vẫn có thể chạy với chế độ không tải về xưởng sửa chữa.

Hiện nay, VVT-i được áp dụng rộng rãi trên các mẫu xe hạng trung của Toyota, đặc biệt với thiết kế động cơ 4 xi-lanh cỡ vừa và nhỏ.

Xuân Thu