Động cơ không trục cam - Camless Engine

Động cơ không trục cam - Camless Engine I. MỞ Đầu: 1. Lý do chọn đề tài. Ô tô ngày nay đã trở thành một phương tiện cần thiết không gì thay thế được trong xã hội loài người. Trong giai đoạn từ 2015 đến 2020, tỷ lệ sở hữu xe ô tô của người Việt đã tăng đáng kể, với tốc độ CAGR (tỷ lệ tăng trưởng kép hàng năm) xấp xỉ 25,7%. Trên thế giới hiện nay có khoảng chín trăm triệu chiếc ô tô lưu thông trên đường và hầu hết đều chạy bằng nhiên liệu hóa thạch. Động cơ đốt trong chính là cỗ máy hùng mạnh nhất trong lịch sử thế giới. Tỉ lệ tăng trưởng này hình thành nên mạng lưới vận chuyển khổng lồ bằng ô tô và đồng thời đảm nhận vận chuyển 2/3 lượng người đi lại và luân chuyển hàng hóa. So với các phương tiện như tàu, máy bay, tàu hỏa,…ô tô chiếm vị trí vô cùng quan trọng. Tuy vậy, cùng với sự phát triển của ngành công nghệ ô tô dẫn đến một hệ lụy rất nghiêm trọng trong xã hội loài người. Đó là sự ô nhiễm bầu khí quyển do khối khí thải có chứa các độc tố của ô tô thải ra. Sự ô nhiễm do các độc tố của ô tô thải ra đã trờ thành nguồn ô nhiễm chính đối với môi trường sống hiện nay, đặc biệt là tại các thành phố lớn thì sự ô nhiễm xảy ra càng nghiêm trọng hơn. Tổ chức Y tế thế giới kết luận khí thải carbon là nguy cơ môi trường lớn nhất đe dọa sức khỏe của con người. Ô nhiễm không khí ngoài trời khiến 7 triệu người chết mỗi năm.Chính điều này đã đặt ra nhiều thách thức cho các nhà nghiên cứu về thiết kế phát triển động cơ và hơn hết là làm sao tìm ra các giải pháp thay thế công nghệ để phát triển nguồn năng lượng tái tạo sạch. Công nghệ ngày càng phát triển cũng thúc đẩy ngành công nghiệp ô tô cần có những thay đổi lớn để phù hợp với vấn để hiện tại là làm sao để có thể phát triển một loại động cơ mới có hiệu năng, công suất cao, sử dụng được nhiều loại nhiên liệu khác nhau nhưng phải đảm bảo được lượng khí thải ra môi trường ít nhất và hạn chế làm ô nhiễm môi trường. Động cơ đốt trong là nguồn động cơ chính cho các xe ô tô và xe tải trong hơn một thế kỷ qua. Ngày nay, xu hướng dịch chuyển từ động cơ chạy bằng xăng và piston sang chạy bằng điện và pin đang ngày càng rõ nét. Tuy nhiên việc sản xuất thương mại hàng loạt của các xe dùng điện vẫn còn rất nhiều hạn chế và chưa thật sự khả thi để có thể thay thế hoàn toàn động cơ đốt trong. Do đó việc cải tiến động cơ đốt trong sao cho phù hợp, tiết kiệm nhiên liệu để đáp ứng những quy định ngày càng nghiêm ngặt của pháp luật về khí thải, các nhà nghiên cứu trên thế giới đã nghĩ đến việc cải tiến công nghệ trong động cơ đốt trong truyền thống. Một trong những yếu tố chủ yếu để cải thiện động cơ là quá trình trao đổi khí. Đầu vào của không khí và đầu ra của khí thải được điều khiển bằng các van, và trong hầu hết các động cơ đốt trong, các hoạt động này được thực hiện bởi trục cam. Tuy nhiên, điều này có nghĩa là động cơ chỉ có thể 2 được tối ưu hóa cho một tốc độ động cơ nhất định và tải trọng và tăng hiệu quả đáng kể có thể đạt được nếu thời gian đóng mở van có thể thay đổi. Có thể áp dụng thời điểm van biến đổi dựa trên trục cam (VVT, V-TEC, MIVEC…), tuy nhiên các hệ thống này có giới hạn do cơ cấu cơ học của nó và do đó không hoàn toàn tối ưu. Chính vì lẽ đó mà có một giải pháp hoàn toàn mới được đưa ra đó là loại bỏ trục cam và sử dụng điện khí nén hoặc điện thủy lực để tạo ra một bộ điều khiển van biến đổi hoàn toàn cho mỗi chu kỳ. Chính việc loại bỏ đi trục cam giúp mang lại một diện mạo mới cho động cơ đốt trong. Động cơ không trục cam sử dụng các cơ cấu điện từ, thủy lực khí nén để dẫn động xupap thay thế cho trục cam là một trong những động cơ mới, hiệu suất cao, thiết bị chuyển đổi năng lượng, đã được nghiên cứu do những lợi thế tiềm năng của nó về hiệu suất nhiệt, phát thải thấp và khả năng đa nhiên liệu so với động cơ thông thường. Đó chính là lý do em chọn nghiên cứu đề tài này nhằm đóng góp phần nhỏ công sức vào nền công nghệ ô tô nước nhà thêm một phát triển. 2. Khái niệm về động cơ không trục cam. Từ lâu, động cơ đốt trong thường dựa vào các trục cam có nhiều nhược điểm, nhưng năm 2016 Hãng Koenigsegg của Thụy Điển đã cho ra đời loại động cơ mới, “không trục cam” có tên Freevalve, công nghệ động cơ mới của tương lai. Freevalve thực chất là một động cơ không trục cam, có các van vận hành độc lập. Nhờ công nghệ này nó tạo ra một động cơ đốt trong tiết kiệm nhiên liệu trong các chu kỳ hoạt động. Thay vì một trục cam, mỗi van được điều khiển bằng một thiết bị truyền động riêng và được điều khiển bằng điện tử. Động cơ không trục cam có nghĩa là động cơ sử dụng các cơ cấu điện từ, thủy lực khí nén để dẫn động xupap thay thế cho trục cam. Các van điện từ sẽ được gắn ngay trên đỉnh xupap bên trong động cơ.[5] Chủ yếu, động cơ không trục cam bao gồm năm cảm biến có nghĩa là năm thông số quan trọng đó là tốc độ của động cơ, tải trên động cơ, cảm biến khí thải, cảm biến vị trí van và cảm biến dòng điện. Cảm biến này cảm nhận được các thông số và gửi tín hiệu đến bộ phận điều khiển điện tử (ECU). Các bộ vi xử lý này kiểm soát các thiết bị truyền động để hoạt động theo yêu cầu Động cơ không trục cam mới của hãng xe thể thao Thuỵ Điển Koenigsegg hoàn toàn không dùng trục cam có kích thước gọn nhẹ, hiệu suất cao và cung cấp khả năng vận hành linh hoạt. 3 Hình 1.1 Động cơ Freevalve 3. Quá trình phát triển của động cơ không trục cam Cargine – công ty tiền thân của hãng xe Koenigsegg đã gây chấn động với một loại động cơ không sử dụng trục cam. Nếu như năm 1980 có VTEC là công nghệ hàng đầu về kiểm soát van, và những năm 1990 thì công nghệ phun xăng thông minh hơn, thì vào cuối những năm 2000, Freevalve chính là công nghệ động cơ của tương lai. Giống như những cuộc cách mạng công nghệ trước đây, Freevalve sắp vượt qua một rào cản khác bằng sự linh hoạt trong cách điều khiển. Ngoài xe điện, hầu hết ôtô trên thế giới hiện nay sử dụng động cơ 4 kì truyền thống với hệ thống van nạp-xả điều khiển bằng cơ cấu cam cơ khí. Kể từ khi công nghệ này ra đời, động cơ cải thiện rõ rệt hiệu quả sử dụng nhiên liệu, bao gồm việc cháy triệt để hơn và xả ít khí thải hơn đồng thời tăng khả năng vận hành linh hoạt, chủ yếu xoay quanh sự thay đổi của hệ thống phối khí, cụ thể là trục cam. Ngày nay các công nghệ van biến thiên vẫn tồn tại, nhưng không một công nghệ nào có khả năng vận hành linh hoạt như hệ thống sử dụng trên động cơ này. Điều tuyệt vời nhất chính là động cơ đốt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

BỘ MÔN ĐỘNG CƠ

- -TIỂU LUẬN NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

ĐỀ TÀI: “ Động cơ không trục cam - Camless Engine ”

Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS Lý Vĩnh Đạt

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Trần Tú Uyên

TP Thủ Đức , ngày 07 tháng 04 năm 2023

MỤC LỤC

I MỞ Đầu: 2

1 Lý do chọn đề tài 2

2 Khái niệm về động cơ không trục cam 3

3 Quá trình phát triển của động cơ không trục cam 4

4 Sự ảnh hưởng của động cơ không trục cam khi nó được ra đời 6

II NỘI DUNG 6

1 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG TRỤC CAM TRÊN MẪU XE KOENIGSEGG GEMERA 7

1.1 Cấu tạo: 7

1.1.1 Bộ chấp hành: 7

1.1.1.1 Thiết bị truyền động: 7

1.1.1.2 Lò xo khí nén: 8

1.1.2 Electronic Control Unit (ECU): 8

1.1.3 Các cảm biến 9

1.1.3.1 Cảm biến vị trí bướm ga (TPS sensor) 9

1.1.3.2 Cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP) 9

1.1.3.3 Cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF) 10

1.1.3.4 Cảm biến oxy (oxygen sensor) 11

1.1.3.5 Cảm biến vị trí van 11

1.1.4 Khí nén 11

1.1.5 Các đường dầu và khí 12

1.2 Nguyên lý hoạt động 12

1.2.1 Quá trình hoạt động của FreeValve 12

1.2.1.1 Nạp không khí 12

1.2.1.2 Nâng và giữ 13

1.2.1.3 Xả khí 14

1.2.2 Quá trình giảm chấn 14

2 NHỮNG ƯU ĐIỂM, NHƯỢC ĐIỂM CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG TRỤC CAM VỚI CÁC HÃNG XE KHÁC 15

2.1 Ưu điểm 15

2.2 Nhược điểm 16

3 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG HIỆN TẠI VÀ TƯƠNG LAI Ở VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI Với động cơ không trục 16

4 NHẬN XÉT CỦA BẢN 16

TÀI LIỆU THAM KHẢO: 18

I MỞ Đầu:

1 Lý do chọn đề tài.

Ô tô ngày nay đã trở thành một phương tiện cần thiết không gì thay thế được trong xã hội loài người.Trong giai đoạn từ 2015 đến 2020, tỷ lệ sở hữu xe ô tô của người Việt đã tăng đáng kể, với tốc độ CAGR (tỷ lệ tăng trưởng kép hàng năm) xấp xỉ 25,7% Trên thế giới hiện nay có khoảng chín trăm triệu chiếc ô tô lưu thông trên đường và hầu hết đều chạy bằng nhiên liệu hóa thạch Động cơ đốt trong chính là cỗ máy hùng mạnh nhất trong lịch sử thế giới Tỉ lệ tăng trưởng này hình thành nên mạng lưới vận chuyển khổng lồ bằng ô tô và đồng thời đảm nhận vận chuyển 2/3 lượng người đi lại và luân chuyển hàng hóa So với các phương tiện như tàu, máy bay, tàu hỏa,…ô tô chiếm vị trí vô cùng quan trọng Tuy vậy, cùng với sự phát triển của ngành công nghệ ô tô dẫn đến một hệ lụy rất nghiêm trọng trong xã hội loài người Đó là sự ô nhiễm bầu khí quyển do khối khí thải có chứa các độc tố của ô tô thải ra Sự ô nhiễm do các độc tố của ô tô thải ra đã trờ thành nguồn ô nhiễm chính đối với môi trường sống hiện nay, đặc biệt là tại các thành phố lớn thì

sự ô nhiễm xảy ra càng nghiêm trọng hơn Tổ chức Y tế thế giới kết luận khí thải carbon là nguy cơ môi trường lớn nhất đe dọa sức khỏe của con người Ô nhiễm không khí ngoài trời khiến 7 triệu người chết mỗi năm.Chính điều này đã đặt ra nhiều thách thức cho các nhà nghiên cứu về thiết kế phát triển động cơ và hơn hết là làm sao tìm ra các giải pháp thay thế công nghệ để phát triển nguồn năng lượng tái tạo sạch Công nghệ ngày càng phát triển cũng thúc đẩy ngành công nghiệp ô tô cần có những thay đổi lớn để phù hợp với vấn để hiện tại là làm sao để có thể phát triển một loại động cơ mới có hiệu năng, công suất cao,

sử dụng được nhiều loại nhiên liệu khác nhau nhưng phải đảm bảo được lượng khí thải ra môi trường ít nhất và hạn chế làm ô nhiễm môi trường Động cơ đốt trong là nguồn động

cơ chính cho các xe ô tô và xe tải trong hơn một thế kỷ qua Ngày nay, xu hướng dịch chuyển từ động cơ chạy bằng xăng và piston sang chạy bằng điện và pin đang ngày càng rõ nét Tuy nhiên việc sản xuất thương mại hàng loạt của các xe dùng điện vẫn còn rất nhiều hạn chế và chưa thật sự khả thi để có thể thay thế hoàn toàn động cơ đốt trong Do đó việc cải tiến động cơ đốt trong sao cho phù hợp, tiết kiệm nhiên liệu để đáp ứng những quy định ngày càng nghiêm ngặt của pháp luật về khí thải, các nhà nghiên cứu trên thế giới đã nghĩ đến việc cải tiến công nghệ trong động cơ đốt trong truyền thống Một trong những yếu tố chủ yếu để cải thiện động cơ là quá trình trao đổi khí Đầu vào của không khí và đầu ra của khí thải được điều khiển bằng các van, và trong hầu hết các động cơ đốt trong, các hoạt

được tối ưu hóa cho một tốc độ động cơ nhất định và tải trọng và tăng hiệu quả đáng kể có thể đạt được nếu thời gian đóng mở van có thể thay đổi Có thể áp dụng thời điểm van biến đổi dựa trên trục cam (VVT, V-TEC, MIVEC…), tuy nhiên các hệ thống này có giới hạn

do cơ cấu cơ học của nó và do đó không hoàn toàn tối ưu Chính vì lẽ đó mà có một giải pháp hoàn toàn mới được đưa ra đó là loại bỏ trục cam và sử dụng điện khí nén hoặc điện thủy lực để tạo ra một bộ điều khiển van biến đổi hoàn toàn cho mỗi chu kỳ Chính việc loại bỏ đi trục cam giúp mang lại một diện mạo mới cho động cơ đốt trong Động cơ không trục cam sử dụng các cơ cấu điện từ, thủy lực khí nén để dẫn động xupap thay thế cho trục cam là một trong những động cơ mới, hiệu suất cao, thiết bị chuyển đổi năng lượng, đã được nghiên cứu do những lợi thế tiềm năng của nó về hiệu suất nhiệt, phát thải thấp và khả năng đa nhiên liệu so với động cơ thông thường Đó chính là lý do em chọn nghiên cứu đề tài này nhằm đóng góp phần nhỏ công sức vào nền công

nghệ ô tô nước nhà thêm một phát triển

2 Khái niệm về động cơ không trục cam.

Từ lâu, động cơ đốt trong thường dựa vào các trục cam có nhiều nhược điểm, nhưng năm 2016 Hãng Koenigsegg của Thụy Điển đã cho ra đời loại động cơ mới, “không trục cam” có tên Freevalve, công nghệ động cơ mới của tương lai Freevalve thực chất là một động cơ không trục cam, có các van vận hành độc lập Nhờ công nghệ này nó tạo ra một động cơ đốt trong tiết kiệm nhiên liệu trong các chu kỳ hoạt động Thay vì một trục cam, mỗi van được điều khiển bằng một thiết bị truyền động riêng và được điều khiển bằng điện tử Động cơ không trục cam có nghĩa là động cơ sử dụng các cơ cấu điện từ, thủy lực khí nén để dẫn động xupap thay thế cho trục cam Các van điện từ sẽ được gắn ngay trên đỉnh xupap bên trong động cơ.[5] Chủ yếu, động cơ không trục cam bao gồm năm cảm biến có nghĩa là năm thông số quan trọng đó là tốc độ của động cơ, tải trên động cơ, cảm biến khí thải, cảm biến vị trí van và cảm biến dòng điện Cảm biến này cảm nhận được các thông số và gửi tín hiệu đến bộ phận điều khiển điện tử (ECU) Các bộ vi xử lý này kiểm soát các thiết bị truyền động để hoạt động theo yêu cầu Động cơ không trục cam mới của hãng xe thể thao Thuỵ Điển Koenigsegg hoàn toàn không dùng trục cam có kích thước gọn nhẹ, hiệu suất cao và cung cấp khả năng vận hành linh hoạt

Hình 1.1 Động cơ Freevalve

3 Quá trình phát triển của động cơ không trục cam

Cargine – công ty tiền thân của hãng xe Koenigsegg đã gây chấn động với một loại động cơ không sử dụng trục cam Nếu như năm 1980 có VTEC là công nghệ hàng đầu về kiểm soát van, và những năm 1990 thì công nghệ phun xăng thông minh hơn, thì vào cuối những năm 2000, Freevalve chính là công nghệ động cơ của tương lai Giống như những cuộc cách mạng công nghệ trước đây, Freevalve sắp vượt qua một rào cản khác bằng sự linh hoạt trong cách điều khiển Ngoài xe điện, hầu hết ôtô trên thế giới hiện nay sử dụng động cơ 4 kì truyền thống với hệ thống van nạp-xả điều khiển bằng cơ cấu cam cơ khí Kể

từ khi công nghệ này ra đời, động cơ cải thiện rõ rệt hiệu quả sử dụng nhiên liệu, bao gồm việc cháy triệt để hơn và xả ít khí thải hơn đồng thời tăng khả năng vận hành linh hoạt, chủ yếu xoay quanh sự thay đổi của hệ thống phối khí, cụ thể là trục cam Ngày nay các công nghệ van biến thiên vẫn tồn tại, nhưng không một công nghệ nào có khả năng vận hành linh hoạt như hệ thống sử dụng trên động cơ này Điều tuyệt vời nhất chính là động cơ đốt trong không phải thay đổi gì mà vẫn phù hợp được với công nghệ mới, tuy nhiên việc lắp đặt hiện tại rất tốn kém Freevalve là một “động cơ không trục cam” Sự linh hoạt khá khó tin dựa vào cơ chế điều khiển bằng điện và khí nén chính là bí mật đằng sau đặc điểm mang tính cách mạng này Động cơ không cần trục cam bởi các van có thể vận hành độc lập với nhau thông qua một bộ chấp hành được lập trình riêng biệt

Hình 1.2 Cấu tạo các bộ phận

Hiện nay có rất nhiều hãng xe sử dụng các cơ cấu cơ khí, thuỷ lực, điện từ và khí nén để điều khiển sự đóng mở van linh hoạt, gọi chung là công nghệ điều khiển van biến thiên (variable valve timing) Mỗi hãng lại có một cách gọi tên khác nhau: Honda có công nghệ van biến thiên trên động cơ VTEC vào năm 1989, BMW có công nghệ VANOS, Toyota có động cơ VVT-i… Điểm chung của các công nghệ này là tác động vào cách vận hành trục cam nhằm biến thiên thời gian đóng mở của các van nạp-xả theo tốc độ động cơ

Koenigsegg đi xa hơn thế, khi bỏ đi trục cam trong khi phát triển dòng động cơ mới có tên “Freevalve”.Ý tưởng này là nhằm sản xuất một động cơ đốt trong tiết kiệm nhiên liệu hơn trong tất cả các chu kỳ hoạt động của nó Các trục cam truyền thống không những phải

bỏ qua tính tiết kiệm nhiên liệu để đổi lấy hiệu suất cho xe (và ngược lại), mà còn phải chấp nhận mô men xoắn thấp với công suất thấp ở những vòng tua máy cao

Với công nghệ mới này, các kỹ sư có thể sản xuất một mẫu xe mới tiết kiệm nhiên liệu

ở bất kỳ vòng tua máy nào, mà không cần lo lắng về việc chạy cầm chừng, không tăng tốc được nhanh, hay tiêu hao nhiều nhiên liệu Cấu tạo của công nghệ mới trên động cơ

Freevalve rất đơn giản, chỉ có các van nạp-xả được điều khiển bằng điện tử, khí nén và thuỷ lực

Hình 1.3 Cấu tạo cơ cấu điều khiển van bằng khí nén

Bí quyết của công nghệ mới trên dòng động cơ Freevalve là nhờ hệ thống điện tử, tín

hiệu sẽ được chuyển tới các van khí nén, điều khiển hoạt động của van nạp-xả Một cảm biến vị trí khác truyền tín hiệu vị trí của van nạp-xả để hệ thống điện tử điều chỉnh phản ứng của van nạp-xả bằng lò xo thông qua hệ thống thuỷ lực Như vậy, cả thời điểm

đóng-mở và thời gian xả-nạp đều được điều khiển bằng hệ thống điện tử Koenigsegg đã phải mất 13 năm phát triển chỉ riêng công nghệ điều khiển này

4 Sự ảnh hưởng của động cơ không trục cam khi nó được ra đời.

Động cơ Freevalve ra đời với mục đích giải quyết những vấn đề trong động cơ truyền thống có trục cam, bao gồm:

Tăng hiệu suất: Với động cơ Freevalve, van có thể được điều khiển riêng lẻ, điều này cho phép tối ưu hóa luồng khí và nhiên liệu và cải thiện hiệu suất động cơ

Giảm khí thải: Với việc điều khiển van chính xác hơn, động cơ Freevalve có thể giảm lượng khí thải và tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu

Tăng độ tin cậy: Với không còn cần sử dụng trục cam, động cơ Freevalve giảm thiểu sự

cố hỏng hóc và tăng độ tin cậy

Tăng tính linh hoạt: Với động cơ Freevalve, van có thể được điều khiển linh hoạt hơn, cho phép động cơ hoạt động ở nhiều chế độ khác nhau và đáp ứng được nhiều yêu cầu khác nhau của người lái

Ngoài ra động cơ không trục cam còn giải quyết được vấn đề của rất nhiều hãng xe trên thế giới đang hướng tới là phát triển động cơ trên ô tô ngày càng gọn nhẹ nhưng mang lại công suất cao

II NỘI DUNG

1.CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG TRỤC CAM TRÊN MẪU XE KOENIGSEGG GEMERA.

1.1 Cấu tạo:

1.1.1 Bộ chấp hành:

Mỗi bộ truyền động điều khiển mỗi van động cơ và bao gồm một pít-tông truyền động ,xi lanh, hai solenoids , hai spoolvalve, hai van cổng và một chốt thủy lực Solenoid 1, được gọi là solenoid thời gian (TS), điều khiển một van ống chỉ và chốt thủy lực

Solenoid 2, được gọi là solenoid nâng (LS), điều khiển một van ống chỉ khác Các van ống điều khiển không khí đi vào xi lanh bộ truyền động

Hình 2.1.1 Bộ chấp hành

1.1.1.1 Thiết bị truyền động:

Mỗi van động cơ được vận hành bởi một bộ truyền động riêng lẻ Các bộ phận lắp ráp cần thiết được xây dựng trong nhà và sản xuất bằng nhôm Bốn chân trung tâm mỗi thiết bị truyền động.Khoảng cách giữa AP và đỉnh van động cơ xác định chiều cao thể tích chết Nó có thể được điều chỉnh bằng cách sử dụng các miếng chêm khác nhau và do đó làm giảm khoảng cách

Hình 2.1.1.1 Thiết bị truyền động piston

1.1.1.2 Lò xo khí nén:

Các lò xo van động cơ tương đối mềm, với hằng số lò xo xấp xỉ 1/3 tiêu chuẩn Lực lò xo cao hơn có nghĩa là áp lực cao hơn cần thiết để mở các van, và kết quả là tiêu thụ không khí cao hơn Tuy nhiên, lực lò xo không đủ sẽ không thể chịu được chênh lệch áp suất và sau đó van có thể tự mở nếu đóng trong khi xuống Không có giới hạn nâng được tích hợp trong bộ truyền động, vì vậy để ngăn AP rời khỏi xi lanh - và ngăn quá nhiều van nâng - mỗi van được cung cấp một van nhôm dừng giới hạn nâng van xuống khoảng 9mm (nâng tối đa bộ truyền động là khoảng 15 mm

Hình 2.1.1.2 Lò xo khí nén

1.1.2 Electronic Control Unit (ECU):

ECU là bộ xử lý và điều khiển điện tử trung tâm, thực tế nó là bộ máy tính điện tử tiếp nhận thông tin từ các cảm biến sau đó xử lý, gửi tín hiệu đến bộ phận chấp hành

Hình 2.1.1.3 EUC

1.1.3 Các cảm biến

1.1.3.1 Cảm biến vị trí bướm ga (TPS sensor)

Có nhiệm vụ xác định độ mở của bướm ga và gửi thông tin về bộ xử lý trung tâm giúp điều chỉnh lượng phun nhiên liệu tối ưu theo độ mở bướm ga

Vị trí: Nằm trên cụm bướm ga

Hình 2.1.1.4 Cảm biến vị trí bướm ga

Có nhiệm vụ cung cấp tín hiệu áp suất chân không dưới dạng điện áp hoặc tần số

về bộ xử lý trung tâm để tính toán lượng nhiên liệu cần cung cấp cho động cơ

Vị trí: Nằm trên đường ống nạp ở trên cửa nạp

Hình 2.1.1.5 Cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP)

1.1.3.3 Cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF)

Có chức năng đo lượng khí nạp qua cửa hút và truyền tín hiệu về bộ xử lý để điều chỉnhlượng nhiên liệu phun đạt tiêu chuẩn

Vị trí: Nằm trên đường ống dẫn không khí, giữa lọc gió và bướm ga

1.1.3.4 Cảm biến oxy (oxygen sensor).

Hình 2.1.1.7 Cảm biến oxy (oxygen sensor)

1.1.3.5 Cảm biến vị trí van

Thường gắn với thân piston (AP), nằm dưới bộ truyền động để đo chuyển động của piston

Hình 2.1.1.8 Cảm biến vị trí van

1.1.4 Khí nén

Một áp kế thủ công được kết nối, cho phép điều chỉnh áp suất Từ bình tích áp, một

1.1.5 Các đường dầu và khí

Dầu có hai mục đích, cả hai như một chất bôi trơn, hoạt động như một khóa để giữ van ở

độ cao nâng mong muốn Mỗi bộ truyền động được kết nối với hai ống dầu linh hoạt, mỗi ống dài 0,5 m Những ống này được kết nối với một bể chứa dầu điều áp Với thiết lập hiện tại, áp suất dầu giống như áp suất khí nén

Hình 2.1.1.9 Các đường dầu và khí

1.2 Nguyên lý hoạt động

1.2.1 Quá trình hoạt động của FreeValve

Khí nén cung cấp năng lượng để van động cơ được mở Để mô tả tốt hơn về động lực học của hệ thống quá trình đóng mở hoàn chỉnh được chia làm 3 phần :

 Nạp không khí

 Nâng và giữ

 Xả khí

1.2.1.1 Nạp không khí

Khi TS được kích hoạt, nó sẽ mở spool valve 1, khí nén với áp suất cao đi vào trong xi lanh bộ truyền động Khi ấp suất tăng lên nó đẩy AP xuống dưới và mở xupap động cơ Chốt S1 được kích hoạt cùng lúc với TS và thành van một chiều

Hình 2.2.1.1 Quá trình nạp không khí

1.2.1.2 Nâng và giữ

AP đi xuống 1 đoạn thì LS được kích hoạt, nó sẽ mở spool valve 2 ngừng khí vào Lúc này S2 được mở cùng lúc với LS để không khí vào spool valve 1 Chốt S1 ngăn cản dầu trở về bể và giữ 1 khoảng thời gian cho đến khi cân bằng