Những lợi ích từ van biến thiên trong động cơ

Van biến thiên trong động cơ có khả năng tối ưu hoá được tốc độ nạp - xả nhiên liệu của động cơ. Từ đó, nhiên liệu được đốt triệt để hơn, đồng thời tốc độ nạp xả nhanh làm tăng công suất động cơ.

 

Khái niệm kỹ thuật của van biến thiên ra đời từ thời động cơ hơi nước, có tác dụng tối ưu thời điểm lượng hơi nước nạp vào và xả ra trong chu kỳ nén của piston máy hơi nước. Với động cơ đốt trong cơ bản, chu kỳ hút thì van nạp sẽ mở để đưa hỗn hợp nhiên liệu - không khí vào. Sau khi nổ, sinh công thì van xả sẽ mở để đưa khí thải ra ngoài. Quá trình này được lặp đi lặp lại trong mọi điều kiện hoạt động, tại tốc độ vòng tua cao hay thấp đều không thay đổi.

 

Vấn đề phát sinh khi xy-lanh chay ở tốc độ quá cao, chúng sẽ cần lượng nhiên liệu nhiều hơn. Nếu trục cam và van vẫn hoạt động theo chu kỳ bình thường, tốc độ nạp quá nhanh sẽ khiến lượng nhiên liệu vào buồng đốt không đủ, dẫn đến thiếu hụt nhiên liệu làm công suất động cơ giảm khi chạy nhanh.

 

Hoặc như trên thiết kế của những xe đua, van và hệ thống trục cam luôn đóng mở chậm hơn để tối ưu hoá khả năng chạy ở vòng tua cao, nhưng lại gặp vấn đề ở vòng tua thấp. Khi van xả đóng trễ, nhiên liệu nạp vào chưa kịp đốt sẽ bị thải ra ngoài. Chính vì những nhược điểm này, van biến thiên đã ra đời.

 

Các hãng đều có cách riêng để xử lý thời điểm đóng mở van. Có hãng dùng áp suất dầu để kích hoạt van biến thiên hoặc các chi tiết cơ khí trên trục cam tự thay đổi khi tốc độ hoạt động tăng lên, có hãng dùng van điện tử hay với nhiều công nghệ cao hơn có thể loại bỏ trục cam và các van được điều khiển bằng nam châm.

 

Trên xe ôtô, hầu hết đều được áp dụng công nghệ này và được các hãng gọi bằng tên khác nhau như trên xe của Toyota gọi là VVT-i, Suzuki là VVT và Honda và VTEC. Công nghệ này lần đầu được áp dụng bởi Alpha Romeo từ những năm 1980 và được phổ biến dần về sau này.

 

Van biến thiên còn xuất hiện trên một số mẫu xe môtô, ban đầu là mẫu CB400 với công nghệ VTEC. Đến năm 1990, chiếc CB400 VTEC I đã giành được nhiều cảm tình từ người dùng bởi khả năng tăng tốc "ngọt lịm" ở vòng tua cao và tại vòng tua thấp thì vô cùng êm ái và tiết kiệm xăng. Ở thời điểm này, Yamaha đã trang bị van biến thiên VVA trên mẫu xe NVX mới nhất của hãng, đem lại sự khác biệt rõ rệt khi chạy đường trường.