Giới thiệu các động cơ biến thiên tỉ số nén | Tài liệu môn Công nghệ kĩ thuật Ô tô Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh

Trong thời buổi khoa học – công nghệ phát triển vượt bậc như hiện nay, có lẽ điều mà các quốc gia trên thế giới đang quan tâm đến là hai vấn đề về năng lượng và môi trường. Trong đó, các
phương tiện giao thông đóng một vai trò không nhỏ và nguyên nhân chính gây nên hai vấn đề trên chính là động cơ đốt trong. Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

PHỤ LỤC
1.Lý do sử dụng công nghệ................................................................1
2.Giới thiệu.........................................................................................1
3.Lịch sử cải tiến................................................................................2
4.Một số động cơ ứng dụng công nghệ VCR......................................3
4.1.................................................................Động cơ SVC của SAAB
3
4.2......................................................................FEV Motorentechnik
4
4.3...........................................................................Porsche và Hilite
5
4.4......................................................................Phát triển MCE-5 SA
6
4.5.....................................................................................Gomecsys
7
4.6............................................................................Nissan VC-Turbo
7
5.Động cơ VC-TURBO của NISSAN......................................................8
5.1.................... ............................................................................................................... Cấu tạo
9
5.2......................................................................Nguyên lí hoạt động
10
5.3........................................................................................Ưu điểm
11
5.4...................................................................................Nhược điểm
13
5.5...............................................................................Tính ứng dụng
13
6.Kết luận.........................................................................................14
Tài liệu tham khảo............................................................................15
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt Nghĩa từ viết tắt
VCR Variable Compression Ratio
VC-T Variable Compression – Turbo
VC Variable Compression
SVC SAAB Variable Compression
AAA American Automobile Association
VVT Variable valve timing
1.Lý do sử dụng công nghệ
2. Trong thời buổi khoa học công nghệ phát triển vượt bậc
như hiện nay, lẽ điều các quốc gia trên thế giới đang quan
tâm đến hai vấn đề về năng lượng môi trường. Trong đó, các
phương tiện giao thông đóng một vai trò không nhỏ và nguyên nhân
chính gây nên hai vấn đề trên chính là động cơ đốt trong.
3. Ngày nay, ngành công nghệ ô đã đang phát triển
một cách mạnh mẽ, đa dạng và phức tạp hơn nhờ vào sự tiến bộ của
khoa học kỹ thuật trên thế giới. Rất nhiều công nghệ được tạo ra
đã ứng dụng trên ô nhằm cải thiện hai vấn đề trên. Trong số đó
phải nói đến công nghệ thay đổi tỉ số nén trên động thể
nâng cao hiệu suất của quá trình cháy đồng thời giảm thiểu được
lượng khí độc hại thải ra môi trường.
4. Động thể thay đổi tỷ số nén linh hoạt - Variable
compression ratio (VCR) một trong những giải pháp giúp tăng
công suất động từ đó giảm mức tiêu thụ nhiên liệu. Với kết quả
khả quan thu được nhờ khả năng chuyển đổi tỷ số nén động
linh hoạt và bản chất chính là thay đổi thể tích buồng cháy của động
cơ theo điều kiện vận hành của xe.
5.Giới thiệu
6. Tỉ số nén động đại lượng biểu thị sức mạnh công
suất của động xe. Từ đó sự lựa chọn dòng xe phù hợp, cũng
như cách thức sử dụng hợp lí, tránh làm ảnh hưởng đến tuổi thọ của
động cơ.
7. Tỉ số nén tỉ lệ giữa tổng thể tích buồng cháy xi lanh
giữa hai thời điểm. Cụ thể là khi piston đi xuống điểm chết dưới – lúc
thể tích buồng cháy đạt cực đại và thời điểm piston đi lên điểm chết
trên – lúc thể tích buồng cháy đạt cực tiểu.
8. Công thức tính tỉ số nén động cơ:
9.
10. Trong đó:
1
11. : tỉ số nén động cơ
12. : thể tích toàn phần
13. : thể tích buồng cháy
14. : thể tích xi lanh
15. Với yêu cầu ngày càng đa dạng, cần thiết kế ra những
loại động cơ đáp ứng nhu cầu, mục đích của người dùng:
16. Đối với động xăng tuy thể đạt được tốc độ cao
nhưng công suất động thấp do tỉ số nén nhỏ dẫn đến hiệu suất
kinh tế thấp hơn; vì thế cần tăng tỉ số nén lên để giúp công suất đầu
ra tăng lên tuy nhiên khả năng xảy ra kích nổ sẽ cao.
17. Đối với động cơ diesel tuy có hiệu quả kinh tế cao do tỉ số
nén lớn nhưng khi tăng tốc phát ra tiếngn khói đen, khả năng
tăng tốc kém; thế cần giảm tỉ sốn xuống để giúp động hoạt
động êm mượt hơn, đổi lại khả năng tự cháy giảm đi, khó cháy
hơn do áp suất nhiệt độ thấp.
18. Có thể thấy được khi lợi về mặt này sẽ thiệt về mặt kia, vì
vậy đòi hỏi kỹ ô cần giới hạn tỷ số nến của động những
khoảng nhất định. Kỹ sư ô tô thường sẽ giới hạn như sau:
19. Tỉ số nén của thường ở khoảng 9 đến 13.động cơ xăng
20. Tỉ số nén của vào khoảng 15 đến 25.động cơ diesel
21. Do đó với từng loại động cơ, từng dòng xe loại nhiên
liệu khác nhau cần thay đổi tỉ số nén để giúp tăng công suất động
cơ, giảm mức tiêu thụ nhiên liệu nhờ nâng cao hiệu suất quá trình
cháy, giảm mức khí thải độc hại.
22. Lịch sử cải tiến
23. Năm 1920, Harry Ricardo đã chế tạo thử nghiệm động
VCR. Đến năm 2000, Saab Automobile giới thiệu một phiên bản
về động thay đổi tỉ số nén gọi SCV, hoặc sự nén thay đổi của
Saab, ứng dụng công nghệ thay đổi thể tích của buồng đốt (Vc).
Trong đó, qua các phương diện trên thay đổi tỉ số nén (CR). Dự án
này cuối cùng không lối thoát. Và đến năm 2003, thì Nissan đã
2
giới thiệu một hệ thống thay đổi tỉ số nén của hãng, hay còn gọi
VCR. sử dụng một liên kết gồm nhiều cấu piston tay quay
để thay đổi tỉ số nén. Giống như Saab SCV, cũng dựa trên một
khái niệm động cơ tăng áp. Tỉ số nén khác nhau từ 8:1-14:1, thì hiệu
suất của quá trình cháy bên trong động thể tăng từ 50% lên
đến 65% (mức tăng 15%). Về mặt lý thuyết động cơ VCR là một thiết
kế rất đáng để các nhà sản xuất quan tâm và thử nghiệm. Nhưng để
hiện thực hóa ý tưởng này điều không dễ dàng, trên thực tế mới
chỉ có một vài nhà sản xuất như FEV, Ford, Sabb, Nissan đưa ra được
những động cơ mẫu và thử nghiệm.
24. Và đến cho đến ngày nay công nghệ này đã được đưa
rất nhiều hãng xe với những cái tên khác nhau. dụ, như trên xe
của hãng GM được gọi AFM (Active Fuel Management), Chrysler
MDS (Multi-Displacement System), Mercedes-Benz ACC (Active
Cylinder Control) còn trên các xe của Honda được gọi VCM
(Variable Cylinder Management).
25. Một số động cơ ứng dụng công nghệ VCR
4.1. Động cơ SVC của SAAB
26. Động SVC năm 2000 của SAAB đầu xi lanh với các
xi lanh tích hợp ('monohead') phần dưới bao gồm khối động cơ,
trục khuỷu và piston.
27. Dựa cách điều chỉnh độ dốc của monohead liên quan đến
khối động cơ và các bộ phận chuyển động qua lại bên trong mà tỉ số
nén được thay đổi
bằng. Điều này đã làm
thay đổi thể tích buồng
cháy với piston điểm
chết trên thay đổi tỷ
số nén.
28. Đầu
monohead quay cacte
lên đến bốn độ, sử dụng bộ truyền động thủy lực. Đầu monohead
được bịt kín ở cacte bằng ống thổi cao su.
29. Đơn xin cấp bằng sáng chế đầu tiên của SAAB được nộp
vào năm 1990. Động cơ thử nghiệm có thể sử dụng đầu tiên có dung
tích hai lít mang lại -men xoắn công suất đầu ra cao hơn
mức cần thiết.
30. Thử nghiệm thực tế bắt đầu với động 6 xi lanh thẳng
hàng 1,4 lít vào giữa những năm 1990. Thật thú vị, SAAB đã hợp tác
với FEV Motorentechnik Aachen, người đã xác nhận rằng động
đã đáp ứng các mục tiêu mong muốn cũng thể đạt được
những tiến bộ hơn nữa bằng cách tiếp tục phát triển.
31. Năm 2000, SAAB đã trưng bày động SVC nguyên mẫu
5 xi lanh, 1,6 lít.
32. Đó những đã xảy ra với SAAB, nhưng FEV đã m
việc trên các động cơ VCR kể từ đó.
4.2. FEV Motorentechnik
33. Trong hơn hai thập kỷ, FEV đã tham gia thiết kế, phát
triển thử nghiệm các khái niệm VCR nguyên mẫu khác nhau:
kết quả của việc đánh giá nghiên cứu liên tục về các khái niệm
VCR, các giải pháp VCR của FEV đang ở giai đoạn nâng cao.
34. Công ty đã thử nghiệm các giải pháp đánh lửa bằng tia
lửa điện động cơ VCR và động cơ diesel với một số nhà sản xuất xe.
35. FEV đã theo đuổi một thanh kết nốichiều dài thay đổi
để đạt được tỷ số nén thay đổi. Trong hệ thống FEV, việc điều chỉnh
tỷ số nén được thực hiện bằng cách lắp trục chốt piston trong một
trục quay lệch tâm.
36. Vòng quay đạt được bằng thủy lực học với các
piston và thanh nhỏ được tích hợp trong thiết kế thanh kết nối.
37. chế hoạt động bằng cách sử dụng các lực mô-men
liên quan đến chuyển động của piston để truyền động không cần
năng lượng bên ngoài.
4
38. Tuy nhiên, không giống như hệ thống Infiniti VCR, thiết kế
FEV hai cài đặt: độ nén cao thấp, không sự phân chia
giữa. FEV cho biết hệ thống đạt được quá trình chuyển đổi VCR trong
vòng 0,2 đến 0,6 giây.
39. Đó một hệ
thống đơn giản, yêu cầu
thủy lực van hai chiều
để khóa thanh vào một
trong hai vị trí. Thanh
truyền FEV kết hợp hai
piston thủy lực nhỏ, mỗi
piston nằm trong một
buồng chuyên dụng. Một
khoang thoát nước
khoang kia chứa đầy dầu áp suất thấp đi qua trục khuỷu thanh
truyền vào khoang đó.
40. Ưu điểm là thiết kế kiểu mô-đunnhỏ gọn, do đó thanh
điều khiển FEV VCR phù hợp với xu hướng hiện tại đối với các nền
tảng động đa năng. Các thanh kết nối VCR thể được sử dụng
trên tất cả các nền tảng động cơ, bao gồm xăng, dầu diesel và nhiên
liệu linh hoạt và trong các cấu hình bao gồm thẳng hàng 'boxer',
với lỗ khoan xuống tới 70 mm.
41. Trong nhiều năm, FEV đã vận hành xe trình diễn Lotus
Elise MK1. Mẫu trình diễn động TC PFI 1,8 lít được giảm kích
thước xuống còn 1,65 lít, hộp số sàn 6 cấp và thanh truyền VCR tạo
ra tỷ số nén 8,8:1 và 12,0:1.
42. Ngoài trình diễn nội bộ này, công nghệ hai giai đoạn của
FEV hiện cũng đang được vận hành trên nhiều phương tiện trình diễn
khác nhau tại các địa điểm OEM hàng đầu.
43. FEV đã trưng bày một bản cắt ngang đang hoạt động tại
Hội nghị SAE 2016 Hoa Kỳ Dean Tomazic, phó chủ tịch điều
5
hành của FEV Bắc Mỹ, cho biết rằng thử nghiệm OEM của Châu Âu
đã rất thành công cho đến nay. FEV 50 động đang hoạt động
trong các đội thử nghiệm của các nhà sản xuất châu Âu.
44. Thanh điều khiển tinh vi của FEV đắt hơn nhiều so với
thanh thép thông thường, nhưng giải pháp thay thế đánh đổi khí thải
nhiên liệu c nhà sản xuất động phải đối mặt một hệ
truyền động điện hybrid được trang bị cho động không phải VCR
hiện có. Con-que FEV có thể chứng minh là phương pháp rẻ hơn.
4.3. Porsche và Hilite
45. Porsche Hilite
đã được cấp bằng
sáng chế cho một
thiết kế thanh truyền
chiều dài thay đổi
khác.
46. Một điện từ cho
phép các thanh điều
khiển áp suất dầu nhỏ
một bộ điều chỉnh
lệch tâm nâng hoặc
hạ ổ đỡ đỡ piston.
47. Hilite International chế tạo các bộ phận được sử dụng
trong bộ điều khiển thời gian van biến thiên (VVT) hoạt động
đáng tin cậy bất chấp sự phức tạp của chúng.
6
4.4. Phát triển MCE-5 SA
48.
49. Thiết kế Peugeot hoạt động bằng cách thay đổi chiều dài
hiệu quả của các thanh truyền nối piston với trục khuỷu. Khi thanh
truyền ngắn, tỷ lệ nén thấp hơn ngược lại. phía bên trái
piston thông thường của động cơ đốt trong. Bên phải xi lanh thủy
lực với piston tác động kép. Cơ cấu này hoạt động thông qua một hệ
thống trục khuỷu với một bánh răng, chuyển động điều chỉnh
chiều dài của thanh côn hiệu quả do đó điều chỉnh tỷ số nén
trong xi lanh bên trái.
50. Động MCE VCRi đã hoạt động trên chiếc Peugeot 407.
Động 1,5 lít tạo ra công suất 165kW mô-men xoắn 420 Nm,
với mức tiêu thụ nhiên liệu thử nghiệm là 6,7L/100km.
51. Điều đó so sánh với mô-men xoắn 155kW 290 Nm,
14,7L/100km đối với động ng V-6 3.0 của Peugeot 407. Một
động diesel 2,7 lít cũng được cung cấp trong xe sản xuất, cung
cấp mô-men xoắn 150kW và 440Nm và 11,8L/100 km.
7
52.
8
4.5. Gomecsys
53. Gomecsys một công ty kỹ thuật của Lan đã phát
triển công nghệ tỷ lệ nén thay đổi của riêng mình. Hiện tại, công ty
có động cơ VCR thế hệ thứ tư đang chạy.
54. Hệ thống VCR hoàn chỉnh được tích hợp trên trục khuỷu
hầu như bất kỳ động bốn thì nào cũng thể được nâng cấp
bằng cách thay thế trục khuỷu bình thường bằng trục khuỷu
Gomecsys VCR.
55. Một trục
khớp nối trung m
chạy qua trục khuỷu
ăn khớp với các
bánh răng được ăn
khớp với các bánh răng
vòng xung quanh mỗi
đầu trục khuỷu lớn. Khi
trục khớp nối trung
tâm được quay bởi bộ
truyền động trục vít,
hệ thống bánh răng sẽ
di chuyển các đầu lớn
của thanh côn lên hoặc
xuống, do đó thay đổi hành trình và tỷ số nén của động cơ.
56. Giống như động Infiniti VCR, động Gomecsys tỷ
số nén vô hạn, giữa giới hạn trên và dưới.
57. Các công nghệ tiết kiệm nhiên liệu bổ sung được tích hợp
trong hệ thống giúp tăng mức giảm CO2 tổng thể lên mức 18% được
tuyên bố mà không thu hẹp quy mô.
4.6. Nissan VC-Turbo
58. Công nghệ VC-T được cho mang lại nhiều lợi ích cho
khách hàng, bao gồm giảm đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu khí
9
thải, đồng thời giảm mức độ tiếng ồn độ rung. cũng nhẹ hơn
và nhỏ gọn hơn so với các động cơ thông thường có công suất tương
đương.
59. Infiniti đã cấp bằng sáng chế cho hơn 300 công nghệ mới
trong động cơ VC-T.
60. Động cơ VC-TURBO của NISSAN
61. Sau hơn 20 năm nghiên cứu phát triển bởi công ty mẹ
Nissan, động cơ xăng tăng áp 4 xi lanh VC-T mới của Infiniti đại diện
cho một bước đột phá lớn trong công nghệ hệ thống truyền động đốt
trong.
62. Điều thú vị công nghệ mới này lần đầu tiên được ra
mắt trong dòng sản phẩm của Infiniti chứ không phải các loại xe
Nissan chính thống. Điều đó cho thấy một bản phát hành thận trọng,
để kiểm tra trải nghiệm trong thế giới thực trên một mẫu xe nhỏ hơn
cũng gợi ý rằng chi phí thể đáng kể được hấp thụ tốt hơn
bởi một thương hiệu có lợi nhuận cao hơn.
63. Phương pháp Infiniti VCR một trong những phương
pháp phức tạp nhất chúng ta từng thấy, nhưng cung cấp các
thay đổi tỷ lệ nén biến thiên 'vô hạn', giữa 14:1 8:1. Một số cách
tiếp cận khác cung cấp lựa chọn hoặc là 8:1 hoặc là 14:1.
10
64.
65. Sự khéo léo của công nghệ động cơ VC-T nằm ở khả năng
nâng hoặc hạ độ cao mà piston đạt được. Kết quả là, dung tích của
động thay đổi tỷ số nén thể thay đổi trong khoảng từ 8:1
đến 14:1. Logic điều khiển động cơ tinh vi sẽ tự động cung cấp tỷ lệ
tối ưu, tùy thuộc vào tình huống lái xe yêu cầu.
5.1. Cấu tạo
66. Thiết kế Infiniti VCR thay thế một thanh kết nối thông
thường bằng một hệ thống đa liên kết, được vận hành bởi bộ truyền
động 'Harmonic Drive' làm quay trục điều khiển đế động cơ. Trục
11
đó làm thay đổi góc của thanh đa liên kết làm thay đổi khoảng
cách hiệu dụng giữa trục khuỷu piston, do đó làm thay đổi tỷ số
dịch chuyển và tỷ số nén.
67. Động cơ VC-T sử dụng điều khiển thời điểm đánh lửa từng
xi lanh thời điểm van để kiểm soát các đặc tính đốt cháy với độ
chính xác cao. Điều khiển định thời van điện tử được sử dụng cho
các van nạp, góp phần tăng tốc nhạy hơn cho phép tiết kiệm
nhiên liệu nhiều hơn trong điều kiện đốt cháy chu trình Atkinson. Các
van xả có điều khiển thời gian van thủy lực thông thường.
68. Động cơ VC-Tthể chuyển đổi giữa Atkinson và các chu
trình đốt cháy thông thường không bị gián đoạn. Mỗi chu kỳ cho
phép hiệu quả đốt cháy cao hơn và hiệu suất động cơ tối ưu khi tỷ số
nén thay đổi.
69. Động VC-T phun xăng đa điểm (MPI) phun xăng
trực tiếp (GDI), cân bằng giữa hiệu quả công suất trong mọi điều
kiện lái.
12
70. lực ngang của piston tác dụng lên thành xi lanh tối
thiểu nên động bốn xi lanh thẳng hàng VC-T không cần trục cân
bằng để giảm rung động.
5.2. Nguyên lí hoạt động
Thay đổi tỉ số nén
71. Động VC-Turbo sử dụng hệ thống “đa liên kết” thay
cho thanh truyền truyền thống, để có thể xoay trục khuỷu bằng một
từ đó thay đổi hành trình piston thay đổi tỷ số nén. Điều
này cho phép thay đổi tỷ số nén liên tục khi cần trong phạm vi 8:1
đến 14:1. Tỉ sốn tối ưu thể được thiết lập liên tục để phù hợp
diều khiển tải trọng và vị trí bàn đạp ga do người lái điều khiển.
13
72.
Cách thức hoạt động
73. (1) Khi cần thay đổi tỷ số nén, sẽ di chuyển cánh
tay chấp hành.
74. (2) Cánh tay chấp hành quay trục điều khiển.
75. (3) Vòng quay của trục điều khiển di chuyển làm thay đổi
góc của L-link từ đó xoay trục khuỷu.
76. (4) Hệ thống “đa liên kết” điều chỉnh vị trí thẳng đứng
của hành trình piston trong xi lanh từ đó thay đổi tỉ số nén.
14
77.
Tối ưu hóa bố cục liên kết
78. sự thay đổi góc của U- Link, hành trình của piston nhỏ,
U- Link vẫn thẳng đứng khi di chuyển xuống. Điều này làm giảm ma
sát với thành xi lanh, giảm công suất tiêu tốn do ma sát từ đó góp
phần cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Chuyển động tịnh tiến
của piston giữa điểm chết trên và điểm chết dưới trở nên đối xứng từ
đó giúp giảm rung.
15
79.
5.3. Ưu điểm
80. Động VC-Turbo khả năng làm dịch khoảng cách
piston di chuyển trong xi lanh lên tới 6 mm, điều khiển tỉ số nén
biến thiên từ 8:1 đến 14:1.
81. Theo Infiniti, động xăng VC-Turbo dung tích 2.0L 4 xi
lanh thẳng hàng cung cấp công suất 268 HP tại vòng tua 5.600 v/p
và mô-men xoắn cực đại 380Nm tại vòng tua máy 4.400 v/p.
82. Với công suất 268HP sức kéo 380Nm này thì động
VC-Turbo hiệu quả hơn động xăng tăng áp thông thường cùng
dung tích cơ, thậm chí thể cạnh tranh với động cơ xăng V6 (dung
tích lớn hơn), đồng thời mạnh hơn 100HP so với CX-5 2.0L sử dụng
động SkyActiv X của Mazda cũng mang lại tỉ số nén tương
tự14:1 nhưng công suất chỉ 162HP.
83. Động VC-TURBO hoạt động hiệu quả với mức tiêu thụ
nhiên liệu lần lượt cho 2 loại hệ dẫn động cầu trước4 bánh lần
lượt 8,7 9,04L/100 km. Với con số này, QX50 2018 tiết kiệm
16
nhiên liệu 35% so với động cơ xăng V6 của QX50 thế hệ trước với hệ
dẫn động cầu trước 30% so với phiên bản dẫn động 4 bánh. Bên
cạnh đó, so với động “đàn anh” VQ V6 3,5L của Infiniti, động
2.0L VC-Turbo nhẹ hơn 18kg và đòi hỏi ít khoảng trống trong khoang
động cơ hơn, nhưng sức mạnh và hiệu suất không hề giảm.
84. Trong VC-Turbo, tiếng ồn do rung động của động đã
giảm từ mức trung bình chuẩn khoảng 30 dB xuống chỉ còn 10
dB. Mức độ rung động thấp như vậy khiến động bốn xi lanh VC-
Turbo hoạt động trơn tru và tinh tế như động cơ V6. Động cơ V6 tiêu
chuẩn của Infiniti cho các giai đoạn sau của quá trình phát triển VC-
Turbo – động VQ 3,5 lít của nhà sản xuất tạo ra tiếng ồn rung 3
dB, chỉ thấp hơn một chút so với động cơ mới.
85. Tiết kiệm nhiên liệu lên đến 27%, giảm độ ồn 20dB so với
những động cơ đốt trong thông thường khác.
86. Một ưu điểm khác của động VC-Turbo moment
hiệu quả tiêu thụ nhiên liệu như một động cơ diesel 4 xi lanh tăng áp
cao cấp mà lượng khí thải vẫn đảm bảo.
87. Giúp động cơ hoạt động êm dịu hơn nhờ mối liên kết giữa
trục khủy và thanh truyền “mềm” hơn.
88. Nhờ sự thay đổi góc của U- Link, hành trình của piston
nhỏ, U- Link vẫn thẳng đứng khi di chuyển xuống làm giảm ma sát
với thành xi lanh, giảm công suất tiêu tốn do ma sát từ đó góp phần
cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu và tăng tuổi thọ các chi tiết.
89. Cải thiện đáng kể hiệu suất của quá trình cháy từ đó giảm
được đáng kể kích thước động cơ, giảm lượng khí thải độc hại ra môi
trường.
5.4. Nhược điểm
90. Động kết cấu phức tạp, nhiều chi tiết nên gây khó
khăn khi nghiên cứu cách bố trí thiết kế, chế tạo.
91. Chi phí sản xuất đắt hơn động cơ thông thường.
17
92. Động đòi hỏi phải sử dụng loại xăng cao cấp, với giá
trung bình 70.000 VND/thùng. Theo như AAA, mức giá này đắt hơn
khoảng 12.000/thùng so với thường lệ.
5.5. Tính ứng dụng
93. Các hệ truyền động cải tiến như động cơ VC-Turbo sẽ thúc
đẩy tham vọng tăng trưởng toàn cầu của Infiniti duy trì sự mở
rộng liên tục của danh mục sản phẩm. Với công nghệ VC-Turbo,
Infiniti đã nâng cao triển vọng của ý tưởng về động cơ xăng, vào thời
điểm tính bền vững của quá trình đốt cháy dầu diesel đang bị
nghi ngờ.
94. Những cải tiến đáng kể về hệ thống truyền động sẽ thúc
đẩy giai đoạn tăng trưởng tiếp theo của Infiniti. Động VC-Turbo
2.0 lít mới động mới nhất quan trọng nhất trong số
những cải tiến này. Infiniti đã cải thiện mức tiết kiệm nhiên liệu trung
bình của công ty lên 36% từ năm 2005 đến năm 2014 những cải
tiến về hệ thống truyền động trong tương lai sẽ giúp công ty cải
thiện hiệu quả hơn nữa.
95. Infiniti tiếp tục đặt nền móng vững chắc cho sự phát triển
không ngừng của công ty ở mọi thị trường trên toàn thế giới. Các sản
phẩm mới đã hình thành sở cho đà bán hàng gần đây của
Infiniti. Công ty đã bán được kỷ lục 215.249 xe trên toàn cầu vào
năm 2015 – tăng 16% so với cùng kỳ năm ngoái. Infiniti đã bán được
hơn 110.000 xe trong nửa đầu năm 2016, tăng 7% so với cùng kỳ
năm ngoái và là một kỷ lục doanh số khác của công ty.
96. Động VC-TURBO của Nissan mang tính đột phá bước
ngoặt cho công nghệ tỷ số nén biến thiên, cụ thể là sản phẩm Infiniti
QX50 2019 rất thành công của hãng. Nhóm dự đoán trong tương lai,
nhiều hãng xe khác cũng sẽ chú ý nghiên cứu phát triển công
nghệ VCR này.
97. Theo nhóm, động VC-TURBO của Nissan khả năng
ứng dụng Châu Âu Châu Mỹ nhiều hơn Châu Á do động
18
| 1/23

Preview text:

PHỤ LỤC
1. Lý do sử dụng công nghệ................................................................1
2. Giới thiệu.........................................................................................1
3. Lịch sử cải tiến................................................................................2
4. Một số động cơ ứng dụng công nghệ VCR......................................3
4.1.................................................................Động cơ SVC của SAAB 3
4.2......................................................................FEV Motorentechnik 4
4.3...........................................................................Porsche và Hilite 5
4.4......................................................................Phát triển MCE-5 SA 6
4.5.....................................................................................Gomecsys 7
4.6............................................................................Nissan VC-Turbo 7
5. Động cơ VC-TURBO của NISSAN......................................................8
5.1...................................................................................................................................Cấu tạo 9
5.2......................................................................Nguyên lí hoạt động 10
5.3........................................................................................Ưu điểm 11
5.4...................................................................................Nhược điểm 13
5.5...............................................................................Tính ứng dụng 13
6. Kết luận.........................................................................................14
Tài liệu tham khảo............................................................................15
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt
Nghĩa từ viết tắt VCR Variable Compression Ratio VC-T Variable Compression – Turbo VC Variable Compression SVC SAAB Variable Compression AAA
American Automobile Association VVT Variable valve timing
1.Lý do sử dụng công nghệ 2.
Trong thời buổi khoa học – công nghệ phát triển vượt bậc
như hiện nay, có lẽ điều mà các quốc gia trên thế giới đang quan
tâm đến là hai vấn đề về năng lượng và môi trường. Trong đó, các
phương tiện giao thông đóng một vai trò không nhỏ và nguyên nhân
chính gây nên hai vấn đề trên chính là động cơ đốt trong. 3.
Ngày nay, ngành công nghệ ô tô đã và đang phát triển
một cách mạnh mẽ, đa dạng và phức tạp hơn nhờ vào sự tiến bộ của
khoa học kỹ thuật trên thế giới. Rất nhiều công nghệ được tạo ra và
đã ứng dụng trên ô tô nhằm cải thiện hai vấn đề trên. Trong số đó
phải nói đến là công nghệ thay đổi tỉ số nén trên động cơ có thể
nâng cao hiệu suất của quá trình cháy đồng thời giảm thiểu được
lượng khí độc hại thải ra môi trường. 4.
Động cơ có thể thay đổi tỷ số nén linh hoạt - Variable
compression ratio (VCR) là một trong những giải pháp giúp tăng
công suất động cơ từ đó giảm mức tiêu thụ nhiên liệu. Với kết quả
khả quan thu được là nhờ khả năng chuyển đổi tỷ số nén động cơ
linh hoạt và bản chất chính là thay đổi thể tích buồng cháy của động
cơ theo điều kiện vận hành của xe. 5.Giới thiệu 6.
Tỉ số nén động cơ là đại lượng biểu thị sức mạnh công
suất của động cơ xe. Từ đó có sự lựa chọn dòng xe phù hợp, cũng
như cách thức sử dụng hợp lí, tránh làm ảnh hưởng đến tuổi thọ của động cơ. 7.
Tỉ số nén là tỉ lệ giữa tổng thể tích buồng cháy xi lanh
giữa hai thời điểm. Cụ thể là khi piston đi xuống điểm chết dưới – lúc
thể tích buồng cháy đạt cực đại và thời điểm piston đi lên điểm chết
trên – lúc thể tích buồng cháy đạt cực tiểu. 8.
Công thức tính tỉ số nén động cơ: 9. 10. Trong đó: 1 11. : tỉ số nén động cơ 12. : thể tích toàn phần 13. : thể tích buồng cháy 14. : thể tích xi lanh 15.
Với yêu cầu ngày càng đa dạng, cần thiết kế ra những
loại động cơ đáp ứng nhu cầu, mục đích của người dùng: 16.
Đối với động cơ xăng tuy có thể đạt được tốc độ cao
nhưng công suất động cơ thấp do tỉ số nén nhỏ dẫn đến hiệu suất
kinh tế thấp hơn; vì thế cần tăng tỉ số nén lên để giúp công suất đầu
ra tăng lên tuy nhiên khả năng xảy ra kích nổ sẽ cao. 17.
Đối với động cơ diesel tuy có hiệu quả kinh tế cao do tỉ số
nén lớn nhưng khi tăng tốc phát ra tiếng ồn và khói đen, khả năng
tăng tốc kém; vì thế cần giảm tỉ số nén xuống để giúp động cơ hoạt
động êm và mượt hơn, đổi lại khả năng tự cháy giảm đi, khó cháy
hơn do áp suất nhiệt độ thấp. 18.
Có thể thấy được khi lợi về mặt này sẽ thiệt về mặt kia, vì
vậy đòi hỏi kỹ sư ô tô cần giới hạn tỷ số nến của động cơ ở những
khoảng nhất định. Kỹ sư ô tô thường sẽ giới hạn như sau: 19.
Tỉ số nén của động cơ xăng thường ở khoảng 9 đến 13. 20.
Tỉ số nén của động cơ diesel vào khoảng 15 đến 25. 21.
Do đó với từng loại động cơ, từng dòng xe và loại nhiên
liệu khác nhau cần thay đổi tỉ số nén để giúp tăng công suất động
cơ, giảm mức tiêu thụ nhiên liệu nhờ nâng cao hiệu suất quá trình
cháy, giảm mức khí thải độc hại.
22. Lịch sử cải tiến 23.
Năm 1920, Harry Ricardo đã chế tạo và thử nghiệm động
cơ VCR. Đến năm 2000, Saab Automobile giới thiệu một phiên bản
về động cơ thay đổi tỉ số nén gọi là SCV, hoặc sự nén thay đổi của
Saab, ứng dụng công nghệ thay đổi thể tích của buồng đốt (Vc).
Trong đó, qua các phương diện trên thay đổi tỉ số nén (CR). Dự án
này cuối cùng không có lối thoát. Và đến năm 2003, thì Nissan đã 2
giới thiệu một hệ thống thay đổi tỉ số nén của hãng, hay còn gọi là
VCR. Nó sử dụng một liên kết gồm nhiều cơ cấu piston và tay quay
để thay đổi tỉ số nén. Giống như Saab SCV, nó cũng dựa trên một
khái niệm động cơ tăng áp. Tỉ số nén khác nhau từ 8:1-14:1, thì hiệu
suất của quá trình cháy bên trong động cơ có thể tăng từ 50% lên
đến 65% (mức tăng 15%). Về mặt lý thuyết động cơ VCR là một thiết
kế rất đáng để các nhà sản xuất quan tâm và thử nghiệm. Nhưng để
hiện thực hóa ý tưởng này là điều không dễ dàng, trên thực tế mới
chỉ có một vài nhà sản xuất như FEV, Ford, Sabb, Nissan đưa ra được
những động cơ mẫu và thử nghiệm. 24.
Và đến cho đến ngày nay công nghệ này đã được đưa và
rất nhiều hãng xe với những cái tên khác nhau. Ví dụ, như trên xe
của hãng GM được gọi là AFM (Active Fuel Management), Chrysler là
MDS (Multi-Displacement System), Mercedes-Benz là ACC (Active
Cylinder Control) còn trên các xe của Honda được gọi là VCM
(Variable Cylinder Management).
25. Một số động cơ ứng dụng công nghệ VCR
4.1. Động cơ SVC của SAAB
26.
Động cơ SVC năm 2000 của SAAB có đầu xi lanh với các
xi lanh tích hợp ('monohead') và phần dưới bao gồm khối động cơ, trục khuỷu và piston. 27.
Dựa cách điều chỉnh độ dốc của monohead liên quan đến
khối động cơ và các bộ phận chuyển động qua lại bên trong mà tỉ số nén được thay đổi bằng. Điều này đã làm
thay đổi thể tích buồng cháy với piston ở điểm
chết trên và thay đổi tỷ số nén. 28. Đầu monohead quay ở cacte
lên đến bốn độ, sử dụng bộ truyền động thủy lực. Đầu monohead
được bịt kín ở cacte bằng ống thổi cao su. 29.
Đơn xin cấp bằng sáng chế đầu tiên của SAAB được nộp
vào năm 1990. Động cơ thử nghiệm có thể sử dụng đầu tiên có dung
tích hai lít và mang lại mô-men xoắn và công suất đầu ra cao hơn mức cần thiết. 30.
Thử nghiệm thực tế bắt đầu với động cơ 6 xi lanh thẳng
hàng 1,4 lít vào giữa những năm 1990. Thật thú vị, SAAB đã hợp tác
với FEV Motorentechnik ở Aachen, người đã xác nhận rằng động cơ
đã đáp ứng các mục tiêu mong muốn và nó cũng có thể đạt được
những tiến bộ hơn nữa bằng cách tiếp tục phát triển. 31.
Năm 2000, SAAB đã trưng bày động cơ SVC nguyên mẫu 5 xi lanh, 1,6 lít. 32.
Đó là những gì đã xảy ra với SAAB, nhưng FEV đã làm
việc trên các động cơ VCR kể từ đó. 4.2. FEV Motorentechnik 33.
Trong hơn hai thập kỷ, FEV đã tham gia thiết kế, phát
triển và thử nghiệm các khái niệm VCR nguyên mẫu khác nhau: là
kết quả của việc đánh giá và nghiên cứu liên tục về các khái niệm
VCR, các giải pháp VCR của FEV đang ở giai đoạn nâng cao. 34.
Công ty đã thử nghiệm các giải pháp đánh lửa bằng tia
lửa điện động cơ VCR và động cơ diesel với một số nhà sản xuất xe. 35.
FEV đã theo đuổi một thanh kết nối có chiều dài thay đổi
để đạt được tỷ số nén thay đổi. Trong hệ thống FEV, việc điều chỉnh
tỷ số nén được thực hiện bằng cách lắp ổ trục chốt piston trong một trục quay lệch tâm. 36.
Vòng quay đạt được bằng thủy lực và cơ học với các
piston và thanh nhỏ được tích hợp trong thiết kế thanh kết nối. 37.
Cơ chế hoạt động bằng cách sử dụng các lực và mô-men
liên quan đến chuyển động của piston để truyền động và không cần năng lượng bên ngoài. 4 38.
Tuy nhiên, không giống như hệ thống Infiniti VCR, thiết kế
FEV có hai cài đặt: độ nén cao và thấp, không có sự phân chia ở
giữa. FEV cho biết hệ thống đạt được quá trình chuyển đổi VCR trong vòng 0,2 đến 0,6 giây. 39. Đó là một hệ
thống đơn giản, yêu cầu
thủy lực và van hai chiều để khóa thanh vào một trong hai vị trí. Thanh truyền FEV kết hợp hai
piston thủy lực nhỏ, mỗi piston nằm trong một buồng chuyên dụng. Một khoang thoát nước và
khoang kia chứa đầy dầu áp suất thấp đi qua trục khuỷu và thanh truyền vào khoang đó. 40.
Ưu điểm là thiết kế kiểu mô-đun và nhỏ gọn, do đó thanh
điều khiển FEV VCR phù hợp với xu hướng hiện tại đối với các nền
tảng động cơ đa năng. Các thanh kết nối VCR có thể được sử dụng
trên tất cả các nền tảng động cơ, bao gồm xăng, dầu diesel và nhiên
liệu linh hoạt và trong các cấu hình bao gồm thẳng hàng và 'boxer',
với lỗ khoan xuống tới 70 mm. 41.
Trong nhiều năm, FEV đã vận hành xe trình diễn Lotus
Elise MK1. Mẫu trình diễn có động cơ TC PFI 1,8 lít được giảm kích
thước xuống còn 1,65 lít, hộp số sàn 6 cấp và thanh truyền VCR tạo
ra tỷ số nén 8,8:1 và 12,0:1. 42.
Ngoài trình diễn nội bộ này, công nghệ hai giai đoạn của
FEV hiện cũng đang được vận hành trên nhiều phương tiện trình diễn
khác nhau tại các địa điểm OEM hàng đầu. 43.
FEV đã trưng bày một bản cắt ngang đang hoạt động tại
Hội nghị SAE 2016 ở Hoa Kỳ và Dean Tomazic, phó chủ tịch điều 5
hành của FEV Bắc Mỹ, cho biết rằng thử nghiệm OEM của Châu Âu
đã rất thành công cho đến nay. FEV có 50 động cơ đang hoạt động
trong các đội thử nghiệm của các nhà sản xuất châu Âu. 44.
Thanh điều khiển tinh vi của FEV đắt hơn nhiều so với
thanh thép thông thường, nhưng giải pháp thay thế đánh đổi khí thải
và nhiên liệu mà các nhà sản xuất động cơ phải đối mặt là một hệ
truyền động điện hybrid được trang bị cho động cơ không phải VCR
hiện có. Con-que FEV có thể chứng minh là phương pháp rẻ hơn. 4.3. Porsche và Hilite 45. Porsche và Hilite đã được cấp bằng sáng chế cho một thiết kế thanh truyền có chiều dài thay đổi khác.
46. Một điện từ cho phép các thanh điều khiển áp suất dầu nhỏ và một bộ điều chỉnh lệch tâm nâng hoặc hạ ổ đỡ đỡ piston. 47.
Hilite International chế tạo các bộ phận được sử dụng
trong bộ điều khiển thời gian van biến thiên (VVT) hoạt động
đáng tin cậy bất chấp sự phức tạp của chúng. 6
4.4. Phát triển MCE-5 SA 48. 49.
Thiết kế Peugeot hoạt động bằng cách thay đổi chiều dài
hiệu quả của các thanh truyền nối piston với trục khuỷu. Khi thanh
truyền ngắn, tỷ lệ nén thấp hơn và ngược lại. Ở phía bên trái là
piston thông thường của động cơ đốt trong. Bên phải là xi lanh thủy
lực với piston tác động kép. Cơ cấu này hoạt động thông qua một hệ
thống trục khuỷu với một bánh răng, có chuyển động điều chỉnh
chiều dài của thanh côn hiệu quả và do đó điều chỉnh tỷ số nén trong xi lanh bên trái. 50.
Động cơ MCE VCRi đã hoạt động trên chiếc Peugeot 407.
Động cơ 1,5 lít tạo ra công suất 165kW và mô-men xoắn 420 Nm,
với mức tiêu thụ nhiên liệu thử nghiệm là 6,7L/100km. 51.
Điều đó so sánh với mô-men xoắn 155kW và 290 Nm, và
14,7L/100km đối với động cơ xăng V-6 3.0 của Peugeot 407. Một
động cơ diesel 2,7 lít cũng được cung cấp trong xe sản xuất, cung
cấp mô-men xoắn 150kW và 440Nm và 11,8L/100 km. 7 52. 8 4.5. Gomecsys 53.
Gomecsys là một công ty kỹ thuật của Hà Lan đã phát
triển công nghệ tỷ lệ nén thay đổi của riêng mình. Hiện tại, công ty
có động cơ VCR thế hệ thứ tư đang chạy. 54.
Hệ thống VCR hoàn chỉnh được tích hợp trên trục khuỷu
và hầu như bất kỳ động cơ bốn thì nào cũng có thể được nâng cấp
bằng cách thay thế trục khuỷu bình thường bằng trục khuỷu Gomecsys VCR. 55. Một trục có khớp nối trung tâm chạy qua trục khuỷu và ăn khớp với các bánh răng được ăn khớp với các bánh răng vòng xung quanh mỗi
đầu trục khuỷu lớn. Khi trục có khớp nối trung tâm được quay bởi bộ truyền động trục vít, hệ thống bánh răng sẽ di chuyển các đầu lớn của thanh côn lên hoặc
xuống, do đó thay đổi hành trình và tỷ số nén của động cơ. 56.
Giống như động cơ Infiniti VCR, động cơ Gomecsys có tỷ
số nén vô hạn, giữa giới hạn trên và dưới. 57.
Các công nghệ tiết kiệm nhiên liệu bổ sung được tích hợp
trong hệ thống giúp tăng mức giảm CO2 tổng thể lên mức 18% được
tuyên bố mà không thu hẹp quy mô. 4.6. Nissan VC-Turbo 58.
Công nghệ VC-T được cho là mang lại nhiều lợi ích cho
khách hàng, bao gồm giảm đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu và khí 9
thải, đồng thời giảm mức độ tiếng ồn và độ rung. Nó cũng nhẹ hơn
và nhỏ gọn hơn so với các động cơ thông thường có công suất tương đương. 59.
Infiniti đã cấp bằng sáng chế cho hơn 300 công nghệ mới trong động cơ VC-T.
60. Động cơ VC-TURBO của NISSAN 61.
Sau hơn 20 năm nghiên cứu và phát triển bởi công ty mẹ
Nissan, động cơ xăng tăng áp 4 xi lanh VC-T mới của Infiniti đại diện
cho một bước đột phá lớn trong công nghệ hệ thống truyền động đốt trong. 62.
Điều thú vị là công nghệ mới này lần đầu tiên được ra
mắt trong dòng sản phẩm của Infiniti chứ không phải các loại xe
Nissan chính thống. Điều đó cho thấy một bản phát hành thận trọng,
để kiểm tra trải nghiệm trong thế giới thực trên một mẫu xe nhỏ hơn
và cũng gợi ý rằng chi phí có thể đáng kể và được hấp thụ tốt hơn
bởi một thương hiệu có lợi nhuận cao hơn. 63.
Phương pháp Infiniti VCR là một trong những phương
pháp phức tạp nhất mà chúng ta từng thấy, nhưng nó cung cấp các
thay đổi tỷ lệ nén biến thiên 'vô hạn', giữa 14:1 và 8:1. Một số cách
tiếp cận khác cung cấp lựa chọn hoặc là 8:1 hoặc là 14:1. 10 64. 65.
Sự khéo léo của công nghệ động cơ VC-T nằm ở khả năng
nâng hoặc hạ độ cao mà piston đạt được. Kết quả là, dung tích của
động cơ thay đổi và tỷ số nén có thể thay đổi trong khoảng từ 8:1
đến 14:1. Logic điều khiển động cơ tinh vi sẽ tự động cung cấp tỷ lệ
tối ưu, tùy thuộc vào tình huống lái xe yêu cầu. 5.1. Cấu tạo 66.
Thiết kế Infiniti VCR thay thế một thanh kết nối thông
thường bằng một hệ thống đa liên kết, được vận hành bởi bộ truyền
động 'Harmonic Drive' làm quay trục điều khiển ở đế động cơ. Trục 11
đó làm thay đổi góc của thanh đa liên kết và làm thay đổi khoảng
cách hiệu dụng giữa trục khuỷu và piston, do đó làm thay đổi tỷ số
dịch chuyển và tỷ số nén. 67.
Động cơ VC-T sử dụng điều khiển thời điểm đánh lửa từng
xi lanh và thời điểm van để kiểm soát các đặc tính đốt cháy với độ
chính xác cao. Điều khiển định thời van điện tử được sử dụng cho
các van nạp, góp phần tăng tốc nhạy hơn và cho phép tiết kiệm
nhiên liệu nhiều hơn trong điều kiện đốt cháy chu trình Atkinson. Các
van xả có điều khiển thời gian van thủy lực thông thường. 68.
Động cơ VC-T có thể chuyển đổi giữa Atkinson và các chu
trình đốt cháy thông thường mà không bị gián đoạn. Mỗi chu kỳ cho
phép hiệu quả đốt cháy cao hơn và hiệu suất động cơ tối ưu khi tỷ số nén thay đổi. 69.
Động cơ VC-T có phun xăng đa điểm (MPI) và phun xăng
trực tiếp (GDI), cân bằng giữa hiệu quả và công suất trong mọi điều kiện lái. 12 70.
Vì lực ngang của piston tác dụng lên thành xi lanh là tối
thiểu nên động cơ bốn xi lanh thẳng hàng VC-T không cần trục cân
bằng để giảm rung động.
5.2. Nguyên lí hoạt động
Thay đổi tỉ số nén 71.
Động cơ VC-Turbo sử dụng hệ thống “đa liên kết” thay
cho thanh truyền truyền thống, để có thể xoay trục khuỷu bằng một
mô tơ từ đó thay đổi hành trình piston và thay đổi tỷ số nén. Điều
này cho phép thay đổi tỷ số nén liên tục khi cần trong phạm vi 8:1
đến 14:1. Tỉ số nén tối ưu có thể được thiết lập liên tục để phù hợp
diều khiển tải trọng và vị trí bàn đạp ga do người lái điều khiển. 13 72.
Cách thức hoạt động 73.
(1) Khi cần thay đổi tỷ số nén, mô tơ sẽ di chuyển cánh tay chấp hành. 74.
(2) Cánh tay chấp hành quay trục điều khiển. 75.
(3) Vòng quay của trục điều khiển di chuyển làm thay đổi
góc của L-link từ đó xoay trục khuỷu. 76.
(4) Hệ thống “đa liên kết” điều chỉnh vị trí thẳng đứng
của hành trình piston trong xi lanh từ đó thay đổi tỉ số nén. 14 77.
Tối ưu hóa bố cục liên kết 78.
Vì sự thay đổi góc của U- Link, hành trình của piston nhỏ,
U- Link vẫn thẳng đứng khi di chuyển xuống. Điều này làm giảm ma
sát với thành xi lanh, giảm công suất tiêu tốn do ma sát từ đó góp
phần cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Chuyển động tịnh tiến
của piston giữa điểm chết trên và điểm chết dưới trở nên đối xứng từ đó giúp giảm rung. 15 79. 5.3. Ưu điểm 80.
Động cơ VC-Turbo có khả năng làm xê dịch khoảng cách
piston di chuyển trong xi lanh lên tới 6 mm, và điều khiển tỉ số nén
biến thiên từ 8:1 đến 14:1. 81.
Theo Infiniti, động cơ xăng VC-Turbo dung tích 2.0L 4 xi
lanh thẳng hàng cung cấp công suất 268 HP tại vòng tua 5.600 v/p
và mô-men xoắn cực đại 380Nm tại vòng tua máy 4.400 v/p. 82.
Với công suất 268HP và sức kéo 380Nm này thì động cơ
VC-Turbo hiệu quả hơn động cơ xăng tăng áp thông thường cùng
dung tích cơ, thậm chí có thể cạnh tranh với động cơ xăng V6 (dung
tích lớn hơn), đồng thời mạnh hơn 100HP so với CX-5 2.0L sử dụng
động cơ SkyActiv – X của Mazda cũng mang lại tỉ số nén tương
tự14:1 nhưng công suất chỉ 162HP. 83.
Động cơ VC-TURBO hoạt động hiệu quả với mức tiêu thụ
nhiên liệu lần lượt cho 2 loại hệ dẫn động là cầu trước và 4 bánh lần
lượt là 8,7 và 9,04L/100 km. Với con số này, QX50 2018 tiết kiệm 16
nhiên liệu 35% so với động cơ xăng V6 của QX50 thế hệ trước với hệ
dẫn động cầu trước và 30% so với phiên bản dẫn động 4 bánh. Bên
cạnh đó, so với động cơ “đàn anh” VQ V6 3,5L của Infiniti, động cơ
2.0L VC-Turbo nhẹ hơn 18kg và đòi hỏi ít khoảng trống trong khoang
động cơ hơn, nhưng sức mạnh và hiệu suất không hề giảm. 84.
Trong VC-Turbo, tiếng ồn do rung động của động cơ đã
giảm từ mức trung bình chuẩn khoảng 30 dB xuống chỉ còn 10
dB. Mức độ rung động thấp như vậy khiến động cơ bốn xi lanh VC-
Turbo hoạt động trơn tru và tinh tế như động cơ V6. Động cơ V6 tiêu
chuẩn của Infiniti cho các giai đoạn sau của quá trình phát triển VC-
Turbo – động cơ VQ 3,5 lít của nhà sản xuất – tạo ra tiếng ồn rung 3
dB, chỉ thấp hơn một chút so với động cơ mới. 85.
Tiết kiệm nhiên liệu lên đến 27%, giảm độ ồn 20dB so với
những động cơ đốt trong thông thường khác. 86.
Một ưu điểm khác của động cơ VC-Turbo là moment và
hiệu quả tiêu thụ nhiên liệu như một động cơ diesel 4 xi lanh tăng áp
cao cấp mà lượng khí thải vẫn đảm bảo. 87.
Giúp động cơ hoạt động êm dịu hơn nhờ mối liên kết giữa
trục khủy và thanh truyền “mềm” hơn. 88.
Nhờ sự thay đổi góc của U- Link, hành trình của piston
nhỏ, U- Link vẫn thẳng đứng khi di chuyển xuống làm giảm ma sát
với thành xi lanh, giảm công suất tiêu tốn do ma sát từ đó góp phần
cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu và tăng tuổi thọ các chi tiết. 89.
Cải thiện đáng kể hiệu suất của quá trình cháy từ đó giảm
được đáng kể kích thước động cơ, giảm lượng khí thải độc hại ra môi trường. 5.4. Nhược điểm 90.
Động cơ có kết cấu phức tạp, nhiều chi tiết nên gây khó
khăn khi nghiên cứu cách bố trí thiết kế, chế tạo. 91.
Chi phí sản xuất đắt hơn động cơ thông thường. 17 92.
Động cơ đòi hỏi phải sử dụng loại xăng cao cấp, với giá
trung bình 70.000 VND/thùng. Theo như AAA, mức giá này đắt hơn
khoảng 12.000/thùng so với thường lệ. 5.5. Tính ứng dụng 93.
Các hệ truyền động cải tiến như động cơ VC-Turbo sẽ thúc
đẩy tham vọng tăng trưởng toàn cầu của Infiniti và duy trì sự mở
rộng liên tục của danh mục sản phẩm. Với công nghệ VC-Turbo,
Infiniti đã nâng cao triển vọng của ý tưởng về động cơ xăng, vào thời
điểm mà tính bền vững của quá trình đốt cháy dầu diesel đang bị nghi ngờ. 94.
Những cải tiến đáng kể về hệ thống truyền động sẽ thúc
đẩy giai đoạn tăng trưởng tiếp theo của Infiniti. Động cơ VC-Turbo
2.0 lít mới là động cơ mới nhất – và quan trọng nhất – trong số
những cải tiến này. Infiniti đã cải thiện mức tiết kiệm nhiên liệu trung
bình của công ty lên 36% từ năm 2005 đến năm 2014 và những cải
tiến về hệ thống truyền động trong tương lai sẽ giúp công ty cải
thiện hiệu quả hơn nữa. 95.
Infiniti tiếp tục đặt nền móng vững chắc cho sự phát triển
không ngừng của công ty ở mọi thị trường trên toàn thế giới. Các sản
phẩm mới đã hình thành cơ sở cho đà bán hàng gần đây của
Infiniti. Công ty đã bán được kỷ lục 215.249 xe trên toàn cầu vào
năm 2015 – tăng 16% so với cùng kỳ năm ngoái. Infiniti đã bán được
hơn 110.000 xe trong nửa đầu năm 2016, tăng 7% so với cùng kỳ
năm ngoái và là một kỷ lục doanh số khác của công ty. 96.
Động cơ VC-TURBO của Nissan mang tính đột phá bước
ngoặt cho công nghệ tỷ số nén biến thiên, cụ thể là sản phẩm Infiniti
QX50 2019 rất thành công của hãng. Nhóm dự đoán trong tương lai,
nhiều hãng xe khác cũng sẽ chú ý nghiên cứu và phát triển công nghệ VCR này. 97.
Theo nhóm, động cơ VC-TURBO của Nissan có khả năng
ứng dụng ở Châu Âu và Châu Mỹ nhiều hơn ở Châu Á do động cơ 18