2.3 Phân loại cơ cấu xupap điện từ
2.3.1 Cơ cấu xupap điện từ dùng bộ chấp hành solenoid:
Hình 2.3: Cơ cấu EMVA dùng bộ chấp hành solenoid.
Cấu tạo:
- Hai cuộn solenoid trên và dƣới để điều khiển đóng mở của xupap.
- Hai lò xo hồi vị giữ cho xupap hồi về vị trí ban đầu khi lực từ ngừng tác động.
- Một lõi thép để cảm ứng điện từ.
- Thân xupap và lõi thép đƣợc thiết kế thành một khối với nhau.
Cơ cấu EMVA loại dùng solenoid có ƣu điểm là cấu tạo đơn giản và dễ điều khiển. Tuy nhiên, khi sử dụng bộ chấp hành solenoid thì chúng tiêu thụ một lƣợng lớn năng lƣợng điện dùng để điều khiển các xupap. Đặc biệt khi khởi động, các xupap mở nhỏ ở vị trí trung gian (mid open) do sự cân bằng lực của 2 lị xo vì vậy hệ thống cần một năng lƣợng điện đến cuộn solenoid điều khiển hút xupap đóng để động cơ dễ dàng khởi động. Đây cũng là nhƣợc điểm của hệ thống này vì khi khởi động dòng điện sụt áp đáng kể do cung cấp cho động cơ khởi động vì thế dịng điện đến cuộn solenoid không ổn định để điều khiển các xupap trên động cơ.
Nguyên lý hoạt động:
Nguyên lý hoạt động của cơ cấu là dựa trên nguyên lý dao động điều hòa của 2 lò xo hồi vị, nó đƣợc dẫn động bởi lực điện từ sinh ra ở 2 cuộn solenoid. Khoảng dịch
đóng hoặc đóng và mở của xupap cần một khoảng thời gian ít hơn 4 ms. Q trình thay đổi thời điểm đóng mở của xupap đạt đƣợc nhờ sự điều khiển của điện áp đặt vào cuộn dây của solenoid. Thời điểm hoạt động của xupap giữa các kỳ của xupap nạp và xupap thải diễn ra rất linh hoạt.
Hình 2.4: Nguyên lý hoạt động của EMVA dùng bộ chấp hành solenoid.
- Ở trạng thái xe dừng tức là khơng có dịng điện trong các cuộn solenoid, do sự cân bằng của 2 lị xo, tuy nhiên lị xo trên có độ cứng cao hơn lị xo dƣới nên xupap sẽ ở trạng thái mở nhỏ (Mid Position).
- Khi chỉ cấp dịng điện tới cuộn solenoid ở phía trên thì sẽ sinh ra một từ trƣờng, lực từ sinh ra có độ lớn lớn hơn lực lị xo hồi vị ở phía trên nên nén lị xo ở phía trên làm xupap đóng lại (Closed Valve).
- Tƣơng tự khi chỉ cung cấp dịng điện tới cuộn solenoid ở phía dƣới thì tạo ra lực hút nén lị xo ở phía dƣới làm xupap mở ra (Open Valve).