Tìm hiểu công nghệ phối khí điều khiển trục cam thông minh iVT

Kể từ ngành sản xuất xe hơi được hình thành, việc chế tạo những mẫu xe có tốc độ tối đa lớn gần như trở thành điều mà mỗi nhà sản xuất đều muốn hướng đến. Lịch sử ngành ô tô thế giới đã chứng kiến rất nhiều kỷ lục về tốc độ được lập ra và liên tục bị phá bỏ, đẩy giới hạn tốc độ mà một chiếc xe thương mại có thể đạt được ngày càng cao. 

Tuy nhiên, do quá trình nghiên cứu tốn kém nên nhiều hãng đã không còn mặn mà với mục tiêu sản xuất những cỗ máy “chạy nhanh nhất” có thể mà thay vào đó là tính hiệu quả, tiết kiệm nhiên liệu của động cơ. Cụ thể, với cùng một dung tích (1.0 lít, 2.0 lít .v.v) hay một kiểu thiết kế (I4, V6, V8 .v.v) thì những công nghệ mới sẽ giúp cho động cơ mạnh hơn, tiết kiệm nhiên liệu hơn hay thân thiện môi trường hơn.

Phần block máy trên của động cơ I4 được trang bị công nghệ iVT.

Nếu chỉ xét lĩnh vực chế tạo động cơ đốt trong không để đến lĩnh vực xe điện, xe hybrid thì trong vài năm qua đã có nhiều công nghệ sáng kiến mới của các hãng xe, hay các công ty độc lập. Ví dụ: Động cơ VC turbo ứng dụng công nghệ biến đổi tỉ số nén Variable Compression ratio (VC) được hãng Infiniti (thương hiệu xe sang của Nissan) nghiên cứu và phát triển. Hay công nghệ nổ máy không cần bu-gi cho động cơ xăng Skyactiv-X của Mazda. Công nghệ này có tên gọi khởi động nổ đồng nhất HCCI (Homogenous Charge Compression Ignition). Hay công nghệ động cơ đốt trong không sử dụng trục cam được công ty The Freevale (công ty con của Koenigsegg) phát triển và áp dụng trên một số mẫu xe của mình.

Công nghệ phối khí mới của động cơ đốt trong gọi là Intelligent Valve Technology – iVT.

Một công nghệ phối khí mới của động cơ đốt trong gọi là Intelligent Valve Technology – iVT. Công nghệ này được công ty Camcon Automotive có trụ sở tại Anh Quốc nghiên cứu và phát triển.

Cấu tạo hệ thống phân phối khí của Camcon vẫn có các trục cam và mỗi trục cam được điều khiển riêng biệt bằng các mô-tơ điện thông qua hệ thống điện tử - Digital Valve. Trước đó, công nghệ này ra mắt lần đầu vào năm 2017 với tên Intelligent Valve Actuation - IVA. Đến nay, công nghệ này đã được nâng cấp và đổi tên thành Intelligent Valve Technology – iVT.

Nguyên lý hoạt động của iVT như sau: trong suốt quá trình làm việc của động cơ, van nạp van xả sẽ đóng mở tại những thời điểm khác nhau. Về cơ bản, mục đích của công nghệ iVT tương tự như công nghệ VTEC của Honda, VVT-i của Toyota hay VarioCam plus của Porsche đều muốn cho hoà khí đi vào và khí xả thoát ra một cách hợp lý nhất. 

Ví dụ: Trong các động cơ đốt trong 4 kỳ I4 thông thường, các van nạp và van xả được điều khiển thông qua các con đội trên trục cam. Hình dáng của các con đội sẽ xác định thời điểm (timing), độ nâng (lift) và khoảng thời gian mở (duration) của từng van. Khi áp dụng công nghệ iVT, trên động cơ I4 được, mỗi xi-lanh sẽ có 2 trục cam nhỏ riêng biệt, 1 van nạp, 1 van xả. Mỗi trục cam được điều khiển riêng biệt bằng các mô-tơ điện. Thông qua hệ thống điều khiển thì sẽ đóng mở trong thời gian hợp lý nhất.

Khi ở mức vòng tua thấp, van mở nhanh và ít, đưa khí nạp vào buồng đốt vừa đủ cho động cơ làm việc. Còn khi vòng tua cao, van mở lâu hơn và nhiều hơn, khí nạp vào nhiều hơn, tạo ra mức công suất lớn hơn cho động cơ.

Ngoài ra, công nghệ này còn sử dụng một cơ chế khử lưu huỳnh được điều khiển bằng điện cho mỗi van, từ đó giúp cho lượng CO2 thải ra thấp hơn 7,5%. Trong thực tế, công ty Camcon Automotive đã thử nghiệm công nghệ iVT trên động cơ Jaguar Ingenium và ghi nhận những thành công bước đầu, động cơ mạnh mẽ hơn, tiết kiệm nhiên liệu hơn và khí xả sạch hơn.

Hiện nay, công ty Camcon Automotive đang nghiên cứu và phát triển công nghệ này trên động cơ cấu hình máy V (V4). Như vậy, với công nghệ iVT đã mang lại nhiều khả năng kiểm soát quá trình hoạt động của động cơ hơn, từ đó mang lại nhiều lợi ích thiết thực như cải thiện công suất, mô-men xoắn và giảm khí thải CO2.