VVT-i là công nghệ được hãng Toyota áp dụng trên hầu hết các mẫu xe của mình. Vậy hệ thống VVT-i là gì? cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào? Có vai trò gì trong ngành công nghiệp ô tô hiện nay? Tất cả sẽ được PowerSteam giải đáp thắc mắc qua nội dung bài viết sau đây.
Công nghệ VVT-i là gì?
VVT-i (Variable Valve Timing with intelligence) là công nghệ điều khiển van biến thiên thông minh của Toyota, được áp dụng trên nhiều mẫu xe của hãng. Công nghệ này giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của động cơ bằng cách điều chỉnh thời gian đóng mở van nạp và van xả tùy theo điều kiện vận hành.
Điều này giúp cải thiện các yếu tố như:
- Tăng công suất động cơ: Bằng cách điều chỉnh thời gian van, động cơ có thể đốt cháy hiệu quả hơn, tạo ra nhiều sức mạnh hơn khi cần.
- Tiết kiệm nhiên liệu: Khi vận hành ở tốc độ thấp hoặc không cần công suất lớn, VVT-i giúp tối ưu hóa lượng nhiên liệu tiêu thụ, giúp xe tiết kiệm hơn.
- Giảm khí thải: Nhờ việc kiểm soát chính xác quá trình cháy, hệ thống VVT-i giúp giảm lượng khí thải ra môi trường.
Lịch sử ra đời công nghệ VVT-i
Công nghệ VVT-i chính thức được Toyota giới thiệu vào năm 1996 trên mẫu xe Toyota Corolla. Trước đó, năm 1980 Toyota đã phát triển hệ thống VVT (Variable Valve Timing) không có “i” – phần “intelligence” – trong tên. Tuy nhiên, VVT-i là phiên bản nâng cấp với sự điều khiển bằng điện tử và tính năng tự điều chỉnh thông minh.
Kể từ khi ra đời, công nghệ VVT-i nhanh chóng được áp dụng rộng rãi trên nhiều dòng xe của Toyota, từ các dòng xe nhỏ gọn như Corolla đến các dòng xe cao cấp như Lexus. VVT-i đã trở thành một phần không thể thiếu trong các mẫu động cơ Toyota hiện đại, đặc biệt ở các dòng xe chạy xăng.
Sau thành công của VVT-i, Toyota tiếp tục cải tiến công nghệ này. Năm 2007, họ giới thiệu hệ thống Dual VVT-i, điều chỉnh cả van nạp và van xả, giúp động cơ hoạt động hiệu quả hơn. Tiếp theo đó, Toyota phát triển VVT-iE (Variable Valve Timing with intelligent Electric motor), sử dụng động cơ điện để điều khiển van, giúp giảm ma sát cơ học và cải thiện hiệu suất.
Cấu tạo hệ thống VVT-i trên xe Toyota
Hệ thống VVT-i (Variable Valve Timing with intelligence) của Toyota bao gồm các thành phần chính giúp điều chỉnh thời gian đóng mở van nạp và xả để tối ưu hóa hiệu suất động cơ.
Bộ điều khiển điện tử (ECU): Đây là trung tâm điều khiển, giám sát các thông số của động cơ như tốc độ, tải trọng và nhiệt độ. Dựa trên dữ liệu này, ECU điều chỉnh thời gian đóng mở van để đạt hiệu suất tối ưu.
Bộ điều khiển van biến thiên (VVT-i actuator): Bộ phận này thay đổi góc trục cam, điều chỉnh thời gian đóng mở van. Nó hoạt động dựa trên áp suất dầu và tín hiệu từ ECU, giúp van nạp/xả hoạt động linh hoạt.
Van điều khiển dầu (OCV): OCV kiểm soát dòng dầu truyền đến bộ điều khiển van biến thiên. Khi nhận tín hiệu từ ECU, OCV thay đổi áp suất dầu, điều chỉnh góc trục cam theo điều kiện vận hành.
Cảm biến vị trí trục cam: Cảm biến này xác định vị trí trục cam và gửi thông tin về ECU, giúp hệ thống điều chỉnh thời gian cam chính xác.
Hệ thống bơm dầu: Hệ thống này cung cấp áp suất dầu cần thiết để VVT-i hoạt động, điều chỉnh vị trí trục cam.
Trục cam (Camshaft): Trục cam điều khiển van nạp và van xả. Trong hệ thống VVT-i, trục cam có thể điều chỉnh vị trí để thay đổi thời gian đóng mở van.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống VVT-i
1. Thu thập dữ liệu từ động cơ
Hệ thống ECU (Bộ điều khiển điện tử) liên tục thu thập các thông số như tốc độ động cơ, vị trí bướm ga, tải trọng, nhiệt độ động cơ và lượng khí nạp vào. Dựa trên dữ liệu này, ECU sẽ quyết định thời điểm tối ưu để mở và đóng các van.
2. Điều khiển góc trục cam
ECU gửi tín hiệu đến van điều khiển dầu (OCV) để điều chỉnh lượng dầu áp suất cao đi vào bộ điều khiển van biến thiên (VVT-i actuator). Bộ điều khiển này thay đổi góc trục cam nạp hoặc xả, làm thay đổi thời gian đóng mở van.
3. Điều chỉnh van theo điều kiện vận hành
- Ở vòng tua thấp: Hệ thống VVT-i điều chỉnh thời gian mở van nạp sớm hơn để tạo ra hỗn hợp không khí và nhiên liệu tốt hơn, giúp tăng hiệu quả đốt cháy và tiết kiệm nhiên liệu.
- Khi tăng tốc hoặc chạy ở vòng tua cao: Hệ thống sẽ điều chỉnh thời gian đóng mở van để tối ưu hóa lượng không khí nạp vào, từ đó tăng công suất động cơ và cải thiện hiệu suất.
4. Tự động và liên tục
Quá trình điều chỉnh này diễn ra tự động và liên tục trong suốt quá trình xe vận hành. Điều này giúp xe vận hành êm ái ở mọi tốc độ, cải thiện công suất, tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải.
Ưu điểm của động cơ VVT-i
- Tăng hiệu suất động cơ: Công nghệ VVT-i giúp tối ưu hóa quá trình nạp và xả khí trong động cơ, làm tăng hiệu quả đốt cháy nhiên liệu.
- Tiết kiệm nhiên liệu: VVT-i điều chỉnh thời gian đóng mở van phù hợp với các điều kiện vận hành khác nhau, giúp giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ.
- Giảm lượng khí thải: Nhờ việc tối ưu hóa quá trình đốt cháy, công nghệ VVT-i giúp giảm lượng khí thải độc hại như CO2 và NOx.
- Cải thiện khả năng vận hành: VVT-i giúp động cơ hoạt động mượt mà hơn trong mọi tình huống, từ tốc độ thấp đến tốc độ cao.
- Tăng tuổi thọ động cơ: Bằng cách giảm thiểu các tình trạng hoạt động không tối ưu của động cơ, VVT-i góp phần giảm hao mòn cho các bộ phận trong động cơ, giúp gia tăng tuổi thọ và giảm chi phí bảo dưỡng.
Các biến thể khác dựa trên VVT-i
Công nghệ VVT-i của Toyota đã được phát triển thành nhiều biến thể khác nhau để tối ưu hóa hiệu suất động cơ trong nhiều điều kiện vận hành và loại xe khác nhau. Dưới đây là các biến thể chính dựa trên VVT-i:
Dual VVT-i (Dual Variable Valve Timing with intelligence)
Dual VVT-i là phiên bản nâng cấp của VVT-i, được ra mắt vào khoảng năm 2007. Trong khi VVT-i chỉ điều chỉnh thời gian van nạp, Dual VVT-i điều chỉnh cả thời gian đóng mở van nạp và van xả. Điều này mang lại nhiều lợi ích hơn cho động cơ, bao gồm:
- Cải thiện hiệu suất động cơ ở cả vòng tua thấp và cao.
- Giảm tiêu thụ nhiên liệu và giảm khí thải đáng kể.
- Tăng khả năng vận hành linh hoạt hơn trong các điều kiện lái xe khác nhau.
- Dual VVT-i hiện được trang bị trên nhiều dòng xe của Toyota, bao gồm Toyota Camry, Toyota Fortuner, và Lexus RX.
VVT-iE (Variable Valve Timing with intelligent by Electric motor)
VVT-iE là biến thể tiên tiến hơn, trong đó “E” đại diện cho “Electric motor” (động cơ điện). Thay vì sử dụng áp suất dầu để điều chỉnh trục cam, hệ thống này sử dụng mô-tơ điện để điều khiển van nạp, trong khi van xả vẫn được điều khiển bởi áp suất dầu. Ưu điểm của VVT-iE bao gồm:
- Phản ứng nhanh hơn trong việc điều chỉnh thời gian van.
- Cải thiện hiệu suất ở nhiệt độ thấp (khởi động trong điều kiện lạnh).
- Giảm ma sát cơ học, giúp động cơ hoạt động êm hơn và hiệu quả hơn.
- VVT-iE chủ yếu được sử dụng trên các mẫu xe hybrid và cao cấp của Lexus, như Lexus LS và Lexus IS.
Valvematic
Valvematic là một bước tiến xa hơn của công nghệ điều khiển van, không chỉ điều chỉnh thời gian đóng mở van (giống VVT-i và Dual VVT-i) mà còn điều chỉnh độ nâng của van. Valvematic giúp cải thiện hiệu suất động cơ một cách toàn diện:
- Tăng cường hiệu suất nhiên liệu đáng kể.
- Tăng khả năng kiểm soát động cơ, giúp phản ứng nhanh hơn trong quá trình vận hành.
- Giảm khí thải nhiều hơn so với các hệ thống VVT-i truyền thống.
- Valvematic thường được trang bị trên các dòng xe như Toyota Corolla Altis và Toyota Noah, giúp xe tiết kiệm nhiên liệu và tăng cường khả năng vận hành.
VVTL-i (Variable Valve Timing and Lift with intelligence)
VVTL-i là biến thể đặc biệt kết hợp giữa việc điều chỉnh thời gian đóng mở van và độ nâng của van, tương tự Valvematic nhưng mang tính thể thao hơn. Công nghệ này cho phép van có độ nâng cao hơn ở vòng tua cao, giúp tăng cường công suất động cơ mạnh mẽ trong các điều kiện lái thể thao. VVTL-i thường được sử dụng trên các mẫu xe thể thao hiệu năng cao của Toyota, như Toyota Celica và Toyota Corolla T-Sport.
Dual VVT-iW (Dual Variable Valve Timing with intelligence Wide)
Dual VVT-iW là một phiên bản nâng cấp đặc biệt của Dual VVT-i, trong đó hệ thống có khả năng điều chỉnh thời gian mở van nạp rộng hơn. Điều này cho phép động cơ hoạt động ở chu trình Atkinson (một chu trình nhiệt động lực học giúp tiết kiệm nhiên liệu hơn) trong các dòng xe hybrid. Dual VVT-iW giúp:
- Cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu trong các dòng xe hybrid.
- Giảm khí thải và cải thiện hiệu suất vận hành, đặc biệt trong các điều kiện giao thông đô thị.
Dual VVT-iW thường được sử dụng trong các mẫu xe hybrid của Toyota, như Toyota Prius và Toyota Camry Hybrid.
VVT-i được trang bị trên những mẫu xe nào?
Dưới đây là một số dòng xe nổi bật được trang bị hệ thống VVT-i:
Toyota Corolla
Toyota Corolla là một trong những mẫu xe đầu tiên được trang bị công nghệ VVT-i vào năm 1996. Đến nay, tất cả các phiên bản của dòng xe Corolla đều sử dụng công nghệ này để tối ưu hóa hiệu suất động cơ và tiết kiệm nhiên liệu.
Toyota Camry
Camry, một trong những mẫu sedan cỡ trung phổ biến nhất của Toyota, cũng được trang bị VVT-i. Công nghệ này giúp Camry duy trì hiệu suất cao và khả năng tiết kiệm nhiên liệu vượt trội, đặc biệt trong các phiên bản động cơ hybrid.
Toyota Fortuner
Fortuner, mẫu SUV cỡ trung của Toyota, được trang bị VVT-i trên cả phiên bản động cơ xăng và diesel, giúp tối ưu hóa công suất và tiết kiệm nhiên liệu, phù hợp với điều kiện địa hình đa dạng.
Lexus (Thương hiệu cao cấp của Toyota)
Hệ thống VVT-i và các phiên bản nâng cấp như Dual VVT-i và VVT-iE cũng được trang bị trên nhiều mẫu xe Lexus, dòng xe cao cấp của Toyota. Những mẫu như Lexus RX, Lexus IS và Lexus ES đều sử dụng công nghệ này để tăng cường hiệu suất và trải nghiệm lái.
Như vậy PowerSteam đã cung cấp toàn bộ thông tin liên quan đến công nghệ VVT-i của Toyota. Hy vọng rằng, bài viết này phần nào sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về hệ thống VVT-i là gì? Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, vui lòng để lại dưới phần bình luận, chúng tôi sẵn sàng trả lời.
