Mẹo chẩn đoán VVT

Khái niệm về việc tăng mô-men xoắn động cơ ở tốc độ thấp và tốc độ cao bằng cách điều chỉnh thời gian van tự động tiến và hãm không phải là một điều mới. Trong những năm 1960, có những bánh răng điều khiển trục cam biến thiên có thiết bị lò xo xoắn làm chậm quá trình điều khiển van để đáp ứng với việc tăng mômen quay cần thiết để quay trục cam ở tốc độ động cơ cao hơn.

Về lý thuyết, bạn có thể tận hưởng lợi thế của mô-men xoắn tốc độ thấp và mã lực tốc độ cao. Tuy nhiên, nó dường như không hoạt động trong thực tế do phụ thuộc vào mô-men quay.

Ngày nay, các hệ thống quản lý động cơ được vi tính hóa đã làm cho việc điều chỉnh thời gian của van biến thiên trở thành hiện thực cho hầu hết các loại xe. Nhưng một cuộc thảo luận lịch sử về các phương pháp kỹ thuật khác nhau đối với thời gian van biến thiên có thể lấp đầy một bách khoa toàn thư.

Cùng với hệ thống nạp và xả được điều chỉnh, điều chỉnh van biến thiên có thể làm tăng đáng kể mô-men xoắn của động cơ ở tốc độ thấp và tốc độ cao, tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải.

Mặt khác, thời gian van biến thiên đã kéo theo một số vấn đề cụ thể liên quan đến việc chẩn đoán và bôi trơn động cơ.

Thuật ngữ

Thời gian “van” có thể thay đổi mà hầu hết chúng ta thấy ở các cửa hàng của chúng tôi thực sự là thời gian “trục cam” có thể thay đổi để cải thiện mô-men xoắn ở tốc độ thấp và tốc độ cao bằng cách tăng hoặc hãm thời gian trục cam trên các ứng dụng động cơ trục cam trên không (SOHC).

Ngược lại, một số ứng dụng trục cam kép (DOHC) thực hiện các chức năng tương tự bằng cách tiến hoặc lùi riêng rẽ trục cam nạp và xả.

Chỉ có thể đạt được thời gian van có thể thay đổi hoàn toàn bằng cách sử dụng các đế van điều khiển bằng máy tính để điều khiển chính xác các sự kiện đóng mở van nạp và xả. Mặc dù về mặt lý thuyết, sự kết hợp khác nhau của các sự kiện thời gian van là vô hạn trên một hệ thống được điều khiển điện tử, các ứng dụng của nó bị hạn chế do các vấn đề về chi phí và trong một số trường hợp là độ tin cậy.

Danh mục đường dây nóng kỹ thuật MIỄN PHÍ…
Sự trợ giúp của chuyên gia từ các nhà sản xuất trên điện thoại thông minh của bạn
kyptechline.com

Nguyên tắc hoạt động

Thời gian hoạt động của van hiệu quả phụ thuộc rất nhiều vào vận tốc của khí nạp chảy qua các cổng nạp của động cơ và khí thải chảy ra khỏi các cổng xả của động cơ. Trên hầu hết các động cơ hút khí tự nhiên, van nạp không đóng cho đến khi piston bắt đầu di chuyển lên trên khi hành trình nén. Khi khí nạp di chuyển chậm ở tốc độ động cơ thấp hơn, van nạp phải đóng sớm để ngăn piston đẩy không khí nạp trở lại cửa nạp và ống góp.

Khi vận tốc khí nạp tăng theo tốc độ động cơ, van nạp sẽ đóng sau để giúp nạp nhiều không khí vào xi lanh hơn. Về lý thuyết, hầu hết các thiết kế VVT bắt đầu thay đổi thời điểm van nạp khi vận tốc khí nạp bắt đầu tăng mạnh ở 2.500 đến 3.500 vòng / phút. Tất nhiên, chiến lược vận hành thực tế của PCM phụ thuộc phần lớn vào thiết kế động cơ và giới hạn tốc độ của động cơ.

Mặc dù thời gian của van xả không quan trọng đối với hiệu suất động cơ như thời gian của van nạp, nhưng về mặt lý thuyết, nó có thể được nâng cao trên các ứng dụng DOHC để tăng sự trùng lặp thời gian van ở tốc độ động cơ cao hơn và được làm chậm lại để giảm sự chồng chéo của van ở tốc độ động cơ thấp hơn.

Sự chồng chéo thời gian van là mong muốn ở tốc độ động cơ cao hơn. Đồng thời giữ van nạp và van xả mở khi động cơ đi từ hành trình xả đến hành trình nạp cho phép động cơ sử dụng áp suất âm nhẹ tạo ra bởi khí thải thoát ra khỏi cửa xả để giúp hút nạp vào xi lanh.

Nhưng ở tốc độ động cơ và vận tốc khí thấp hơn, sự chồng lên nhau của van cao tạo ra hiện tượng chạy không tải do khí thải đẩy ngược vào đường ống nạp, cộng với nó làm giảm sức nén khi vận hành của động cơ. Cũng nên nhớ rằng việc thay đổi thời gian van xả có thể tạo ra hiệu ứng “EGR” giúp giảm lượng khí thải Nitrogen Oxide (NO) trong một số ứng dụng.

Thiết kế Cam Lobe

Tóm lại, sẽ rất hữu ích nếu bạn hiểu những kiến ​​thức cơ bản về thiết kế trục cam. Để ngăn chặn ứng suất quá mức trên hệ thống van, phải thiết kế một thùy cam để gia tốc dần khối lượng của tay gạt, van, bộ nâng và thanh đẩy. Các thiết kế trục cam trên cao làm giảm ứng suất của hệ thống van bằng cách thay thế các bộ phận này bằng một bộ theo cam đơn giản.

Thật không may đối với trục cam cơ khí, sự thay đổi trong vành van sẽ gây ra những thay đổi nhỏ trong thời gian của van. Vì trục cam được điều chỉnh bằng thủy lực không yêu cầu khe hở vòng đệm, thời gian van vẫn rất nhất quán.

Trong cả hai trường hợp, thùy cam phải được thiết kế để giảm tốc dần dần hệ thống van để ngăn van bật ra khỏi ghế van ở tốc độ động cơ cao nhất. Trong khi các thùy trục cam có thể được mài để tăng lưu lượng khí bằng cách tăng lực nâng của van, thì lực nâng của van tăng lên sẽ làm tăng ứng suất trên hệ thống van cũng như khả năng gây nhiễu từ piston đến van.

Phần cứng VVT

Điều chỉnh thời gian trục cam thay đổi trên động cơ trục cam một cầu (SOHC) đời đầu đạt được bằng cách sử dụng một “phaser” trục cam bao gồm một piston thủy lực được nạp vào lò xo buộc một bánh răng truyền động vát vào một bánh răng truyền động vát tương tự lắp trên trục cam.

Có thể đạt được thời điểm trục cam chính xác bằng cách sử dụng Mô-đun điều khiển hệ thống truyền lực (PCM) để tạo áp suất dầu lên pít-tông bằng cách kích hoạt van điều khiển dầu. Vì pít-tông kết hợp với một lỗ để chảy ra áp suất dầu, thời gian cam có thể được thay đổi bằng cách tăng độ rộng xung áp dụng cho van điều khiển dầu.

Nếu thiết bị điện tử bị lỗi, một lò xo hồi vị phaser sẽ đẩy piston về vị trí định thời mặc định của nó.

PCM cũng sẽ theo dõi vị trí trục cam bằng cách so sánh các vị trí tương đối của cảm biến vị trí trục cam (CMP) và cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP). Nếu các vị trí đó không tương ứng với dữ liệu được lập trình, PCM phải đặt mã sự cố P0010-series hoặc P0340-series.

Một số thiết kế VVT cũng kết hợp một cảm biến thời gian van riêng biệt (VTS) để cung cấp phản hồi thời điểm van chính xác hơn đến PCM. Trong khi hầu hết các thiết kế VVT hiện đại sử dụng các phaser kiểu cánh gạt nhỏ gọn hơn để điều chỉnh thời gian van, chúng tiếp tục sử dụng cách sắp xếp cơ bản tương tự của các cảm biến và cơ chế kiểm soát áp suất dầu để cho phép điều khiển bằng máy tính.

Mẹo chẩn đoán

Như bạn có thể đã đoán, chẩn đoán VVT rất cụ thể cho từng ứng dụng vì nó không chỉ phụ thuộc vào việc động cơ là khối kiểu V hay thẳng hàng, hay cấu hình DOHC hoặc SOHC, mà còn dựa trên cấu hình của phaser và hệ thống điện tử. Ngoài ra, có hàng tá mã sự cố “toàn cầu” P0010- và P0340-series, chưa kể đến các mã P1000-series của nhà sản xuất cụ thể có thể được lưu trữ do sự cố về thời gian van. Tuy nhiên, bằng cách áp dụng các nguyên tắc hoạt động cơ bản, có thể chẩn đoán hầu hết các lỗi VVT, bất kể cấu hình.

Rõ ràng là hầu hết các lỗi VVT sẽ ảnh hưởng đến chân không của đường ống nạp và dẫn đến mất mô-men xoắn động cơ ở tốc độ thấp hoặc tốc độ cao. Khi trục cam không đáp ứng với các vị trí do PCM chỉ huy, PCM phải lưu mã lỗi dòng P0340-series thời gian liên quan đến trục cam. Trên động cơ khối V, lỗi định thời trục cam trên một dải ngân hàng cũng có thể dẫn đến mã cháy sai dòng P0300 cho tất cả các xi lanh trên dải ngân hàng đó.

Ngoài ra, hãy nhớ rằng thời gian van và sự chồng lên nhau của van ảnh hưởng đến độ nén của xi lanh. Với sự cố hỏng hóc một bên trên động cơ khối V, độ nén của vòng tua máy từ ngân hàng sang ngân hàng sẽ khác nhau, cũng như các con số cắt nhiên liệu từ ngân hàng này sang ngân hàng khác. Ngoài ra, hãy nhớ rằng với sự ra đời lại của xích định thời bằng thép, một xích lỏng đơn lẻ hoặc bộ căng hoặc dẫn hướng xích bị mòn trên một dải có thể làm chậm thời gian cam và có thể ảnh hưởng đến hiệu suất khởi động nguội và khả năng truyền động.

Độ nhớt của dầu động cơ cũng như khả năng lưu lượng của bộ lọc dầu chắc chắn có thể ảnh hưởng đến khả năng điều khiển thời gian của van cam phaser, cũng như xếp hạng tuổi thọ của dầu. Dầu không được OE chấp thuận, cùng với bộ lọc dầu công suất thấp, có thể gây ra hiện tượng đóng cặn hoặc đánh bóng, khiến các pha cam bám ở các vị trí nâng cao hoặc chậm phát triển. Điều này cũng có thể làm cho các đường dẫn dầu trong đầu xi lanh, van điều khiển dầu và các pha bị tắc do cặn hoặc bị nhiễm các vụn kim loại. Ngay cả khi sử dụng dầu được OE hoặc OE chấp thuận, hãy nhớ rằng dầu động cơ phải được thay theo khoảng thời gian khuyến nghị.

Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, nhiều kỹ thuật viên chẩn đoán tiên tiến thường xuyên thu thập các mẫu kính labscope của các dạng sóng cảm biến CMP và CKP tốt đã biết để so sánh trong tương lai với các mẫu được tạo ra bởi một mẫu tương tự có vấn đề nghi ngờ về thời gian van.