Phát minh tiền thân cho công nghệ xupap điệt từ là hệ thống EVA (Electro- magnetic Valve Actuator Systems) của Valeo.
Hình 2.1: Hệ thống EVA (Electro-magnetic Valve Actuator Systems) của Valeo.
Cấu tạo cơ cấu chấp hành gồm nam châm điện (electromagnet) đƣợc đặt phía trên đỉnh xupap, miếng sắt từ đóng vai trị phần ứng đƣợc kết nối với đi xupap, các lị xo hồn lực, chén chặn và xupap.
Nguyên lý hoạt động:
Khi nam châm điện phía trên đƣợc kích hoạt sẽ tạo ra một lực từ trƣờng hút miếng sắt phần ứng lên trên làm cho xupap ở vị trí đóng.
Khi từ tính do nam châm điện phía trên bị ngắt, miếng sắt phần ứng kết nối với đuôi xupap sẽ bị kéo xuống bởi lò xo. Bộ chấp hành nam châm điện phía dƣới sẽ duy trì
Hình 2.2: Cấu trúc hệ thống EVA.
1- Tín hiệu từ các cảm biến. 2- ECU. 3- Bộ chấp hành. 4- Xupap nạp. 5- Bộ chấp hành xupap xả. 6- Xupap xả.
Hệ thống sử dụng các nam châm điện 3 và 5 để đóng mở xupap 4 và 6. Tín hiệu nhập vào từ các cảm biến 1 thông qua mạch giao tiếp nhập/ xuất nhƣ vị trí piston, tốc độ động cơ, tốc độ xe, nhiệt độ nƣớc làm mát, áp suất khí nạp … ECU liên tục nhận tín hiệu từ các cảm biến sau đó tính tốn thời gian và độ nâng xupap tối ƣu để điều khiển bộ chấp hành nam châm điện. Sự chính xác của tín hiệu đầu vào là rất quan trọng để động cơ hoạt động hiệu quả.
Ƣu điểm:
- Hệ thống cho phép thay đổi linh hoạt thời điểm đóng và khoảng thời gian đóng mở của từng xupap riêng biệt. Điều này giúp giảm 20% lƣợng tiêu thụ nhiên liệu do giảm đƣợc các chuyển động cơ khí và lực ma sát do trục cam cơ khí tạo ra.
- Giảm 20% các khí thải ơ nhiễm mơi trƣờng và tăng 20% mô-men xoắn ở tốc độ thấp, giảm ma sát do dễ bôi trơn và kết cấu đơn giản khơng cịn các bộ phận truyền động, nắp máy đƣợc đơn giản hóa.
Nhƣợc điểm:
Tuy có rất nhiều ƣu điểm nhƣng động cơ với xupap điều khiển điện tử vẫn có những khiếm khuyết nhƣ khả năng xảy ra trục trặc lớn do lệ thuộc nhiều vào các thiết bị điện tử. Nếu máy tính điện tử gặp sự cố hoặc hệ thống điện có trục trặc, rất có thể động cơ sẽ
cho ra lƣợng khí thải độc hại lớn hoặc tệ hơn nếu xupap đóng mở khơng đúng thời điểm sẽ phá vỡ xupap, đỉnh piston, hƣ hỏng động cơ.