VTEC nổi danh như chính thương hiệu Honda, thậm chí thành huyền thoại ở thế giới xe thể thao, trên đường đua, xe điện và cả siêu xe. VTEC cũng là yếu tố bán hàng chiến lược của hãng xe Nhật. Nhưng VTEC là gì?
VTEC là từ viết tắt Variable Valve Timing (Thời điểm đóng mở van biến thiên) và Lift Electronic Control (Kiểm soát điện tử). Hệ thống phát triển nhằm nâng cao hiệu suất, công suất cho động cơ nhỏ. VTEC sử dụng 2 biên dạng cam, một để tăng hiệu quả kinh tế, một hướng đến tính năng vận hành. Ngày nay có nhiều hãng đã phát triển các hệ thống tương tự: Vanos của BMW, hay VVT-i của Toyota.
Câu truyện về động cơ VTEC bắt nguồn từ những năm 80. Thời đó, xe hơi vẫn là sân chơi mới đối với Honda, hãng nổi danh nhờ hàng loạt mẫu xe CB. Civic, Accord, Prelude mới chỉ có sức hấp dẫn hạn chế, trong khi thị trường Mỹ đang rơi vào vòng xoáy Iran. Trung tâm nghiên cứu và thiết kế Tochigi được giao nhiệm vụ tạo ra “động cơ giấc mơ” đầu tiên.
Người ta tin rằng việc tạo ra động cơ nhỏ công suất lớn là chìa khóa để hãng thâm nhập thị trường thế giới. Vấn đề ở chỗ động cơ hút tự nhiên, chúng cần nhiều không khí để tạo ra công suất lớn, nhưng không nhiều cho sử dụng bình thường. Nó giống như phổi của chúng ta cần hít thật nhiều khi chạy.
Nhưng không khí vào động cơ được kiểm soát cơ khí theo cách cố định, Ikuo Kajitani làm việc tại Bộ phận thiết kế, Trung tâm Tochgi tin rằng cách giải quyết vấn đề là hệ thống điều chỉnh đóng mở van theo tốc độ làm việc của động cơ.
Lần thứ 2 VTEC ra mắt trên Civic CR-X (Civic Renaissance model X). Năm 1990, mẫu xe này nhận động cơ B16A VTEC công suất 150 mã lực cho bản VT tại châu Âu và 160 mã lực khi gầm rú ở tốc độ 8.000 vòng/phút trên bản JDM SiR. Nó tốt đến nỗi người ta coi nó như một thế hệ mới.
Với Kajitani nó giống như một giấc mơ. Trong khi động cơ truyền thống ngày ấy chỉ có thể tạo ra 70 hoặc 80 mã lực cho 1 lít dung tích thì động cơ mới đã đạt 100 mã lực, một mục tiêu không hề dễ dàng.
Nhóm của Kajitani đối mặt với hàng loạt khó khăn khi tạo ra B16A như làm sao để nó đủ tin cậy khi sản xuất hàng loạt. Nếu vòng tua động cơ tăng 20% thì các chi tiết phải chống lại sức cản tăng 40%.
Động cơ mới có puli hợp kim chịu ứng suất giảm mô-men quán tính cho đai cam. Đây cũng là lần đầu tiên Honda tăng đường kính van nạp từ 30 lên 33 mm.
Để động cơ nhỏ đủ mô-men ở vòng quay thấp, nó cần nhiều “tiếng nổ lớn”. Cam tốc độ thấp thay đổi từ 35 đến 20/30 độ ABDC (sau điểm chết dưới). Đơn giản chỉ là đóng van sớm cho kỳ làm việc.
Rõ ràng việc bố trí 3 cam vào không gian chỉ dành cho một trục cam trên động cơ truyền thống là vấn đề lớn. Honda sử dụng thép hợp kim crôm tạo trục cam có độ cứng tương đương với kích thước bằng một nửa. Họ cũng phải sử dụng hợp kim niken để tăng khả năng chịu nhiệt cho van xả.
NSX là mẫu đầu tiên Honda bán tại Mỹ có VTEC, một siêu xe đạt độ tin cậy như Civic trong kỷ nguyên mà Ferrari cũng không đạt độ bền trứ danh như vậy. Đây là động cơ 3 lít DOHC VTEX V6 công suất 270 mã lực. Thời gian đó, Honda cũng phát triển công nghệ VTEC cho động cơ 4 xi-lanh 1.8, 2.0 và 2.2.
Bởi xe hơi tạo ra nhiều khí thải, Honda nhận thấy rằng VTEC là công cụ tốt để bán hàng và tạo ra phiên bản trục cam đơn SOHC. Một trục cam kiểm soát cả van xả và van nạp, và chỉ có van nạp được điều chỉnh. Vấn đề này đã được giải quyết trên động cơ J37A4, mẫu động cơ 3.7V6 sử dụng hình dạng cải tiến hoặc cò mổ cho phép nó tiếp xúc với 2 van nạp cùng một lúc.
VTEC được sử dụng nhiều năm, VCM (Variable Cylinder Management) một dạng vô hiệu hóa của một số xi-lanh và máy tính kiểm soát i-VTEC. Nhưng ý tưởng cơ bản là từ Tochigi.
Bảo Sơn (VNE)
Công nghệ VTEC của Honda có những ưu điểm gì?
Công nghệ VTEC của Honda là công nghệ nhằm tối ưu hóa hiệu quả hoạt động của động cơ. Cụ thể đó là gì?
Ứng dụng những công nghệ thông minh mới tăng hiệu quả công suất lớn, khả năng vận hành mạnh mẽ, giảm thiểu mức tiêu thụ nhiên liệu, giảm hao phí năng lượng và giảm tác động tiêu cực từ khí thải khi xe vận hành, đó là những lý do vì sao những mẫu ô tô của Honda luôn được người sử dụng đánh giá cao.
Khái quát về công nghệ VTEC của Honda
Công nghệ VTEC được định nghĩa là công nghệ điện tử điều khiển sự thay đổi thời gian và sự đóng mở của su pap để phù hợp với từng loại động cơ khác nhau, được viết tắt từ cụm từ “Variable valve Timing and lift Electronic Control”. Công nghệ điều van biến thiên trên thế giới bao gồm nhiều loại và tên gọi khác nhau theo mỗi nhà sản xuất ô tô khác nhau ngoài VTEC của Honda còn có VVT-i của Toyota hay VarioCam plus của Porsche…
Hãng xe Honda trang bị công nghệ thông minh VTEC cho xe để tạo ra một phạm vi công suất rộng ở tốc độ thấp và trung bình, vừa phù hợp để động cơ vận hành trong thành phố và cả chạy đường trường hay cao tốc. VTEC là công nghệ tích hợp những đặc trưng tối ưu của 2 động cơ bằng cách sử dụng 2 trục cam khác nhau với 2 quá trình đốt cháy nhiên liệu khác nhau trong cùng 1 động cơ.
Nguyên lý hoạt động công nghệ VTEC
VTEC có nhiệm vụ để giảm mức tiêu hao nhiên liệu và tăng khả năng cháy của nhiên liệu khi động cơ hoạt động ở vận tốc thấp, thời gian mở van sẽ ngắn và chế độ cam thiết kế cho vòng tua thấp. Cùng lúc đó động cơ cần nhiều năng lượng để hoạt động ở vận tốc cao, công nghệ VTEC sẽ tăng thời gian mở của van và chế độ cam thiết kế cho vòng tua cao. Hoạt động này giúp mở van rộng hơn và thời gian mở van lâu hơn.
Dựa vào các đặc điểm của từng động cơ, công nghệ VTEC nâng dải vòng tua động cơ hoặc giảm dải vòng tua động cơ để tăng mô men xoắn, nhưng vẫn tiết kiệm nhiên liệu cho xe ô tô, khả năng tăng tốc vẫn tốt, tăng khả năng kéo và tải trọng của xe. Ở động cơ DOHC, mỗi trục cam được thiết kế với 3 vấu cam cho 1 xy lanh, bao gồm 2 vấu cam chính và 1 vấu cam phụ. Khi động cơ chuyển từ cam thiết kế cho vòng tua thấp sang cam thiết kế cho vòng tua cao, chốt khóa thụt vào tại tốc độ động cơ thấp hơn so với khi mới khởi động sẽ tránh được hiện tượng động cơ chuyển động xung quanh đường biên, hiệu suất tiếp nhiên liệu hiệu quả để tạo ra công suất lớn.
Khi tốc độ động cơ giảm xuống thì VTEC sẽ tự động ngắt, chốt liên kết giữa ba cò sẽ được ngắt vì vậy xe trở lại trạng thái hoạt động bình thường. Còn đối với động cơ SOHC Honda tích hợp công nghệ VTEC trên động cơ trục cam đơn. Trên động cơ trục cam đơn, việc tối giản hóa, Honda chỉ sử dụng một trục cam để điều chỉnh cả van nạp lẫn van xả. Tuy nhiên động cơ SOHC chỉ hiệu quả khi công nghệ VTEC được áp dụng trên van nạp bởi bugi đặt nghiêng với trục cam.
Ưu điểm của công nghệ VTEC
Công nghệ VTEC của Honda mang đến nhiều ưu điểm vượt bậc cho người sử dụng xe của hãng này. Ưu điểm vượt trội đầu tiên của công nghệ VTEC giúp người sử dụng xe được trang bị VTEC tiết kiệm chi phí nhiên liệu đến mức tối đa nhờ điểm chỉnh thời gian mở đóng cả van nạp và van xả một cách thông minh, phân phối nhiên liệu đi xy lanh tích cực.
Nhờ giảm hiệu suất tiêu thụ nhiên liệu mà xe sử dụng công nghệ VTEC đảm bảo thân thiện với môi trường, không xả nhiều khí thải vào môi trường, khí thải sạch hơn.
Không chỉ thế, nhờ sự kết hợp của công nghệ VTEC và phương pháp giảm ma sát toàn diện động cơ xe hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ tiết kiệm nhiên liệu nhưng vẫn gia tăng công suất tốt. Công nghệ VTEC tăng hiệu suất động cơ đốt trong với khả năng tăng tốc nhanh từ thấp đến cao nhờ hoạt động của cam tốc độ cao. Công nghệ VTEC cũng đáp ứng nhanh mà không sử dụng tăng áp nhờ vào khả năng tự hút.
Động cơ ứng dụng công nghệ VTEC sử dụng dễ dàng như động cơ thường, không quá phức tạp kể cả với những người mới lái xe. Xe vận hành trong đường thành phố với hoạt động của cam tốc độ thấp. Nhờ ứng dụng công nghệ VTEC thông minh mà các phụ tùng thiết bị của xe ô tô hoạt động hiệu quả và tăng độ bền động cơ tốt hơn.
Thành Hưng
