2.3 Phân loại cơ cấu xupap điện từ
2.3.2 Cơ cấu điện từ EMVA dùng bộ chấp hành nam châm
Hình 2.5: Cơ cấu EMVA dùng bộ chấp hành nam châm.
Cấu tạo:
- Hai nam châm (Permanent maget).
- Các cuộn dây cảm ứng từ (Coil).
- Lõi thép (phần ứng) để cảm ứng điện từ (Clapper hay armature).
- Hai lò xo hồi vị.
- Thân xupap và lõi thép của cơ cấu đƣợc thiết kế thành một khối với nhau.
Cơ cấu EMVA dùng bộ chấp hành nam châm sử dụng lực hút điện từ của nam châm vĩnh cửu và lực điện từ đƣợc tạo ra từ các solenoid để điều khiển hoạt động đóng mở của xupap chứ không phải là trục cam dẫn động nhƣ các loại động cơ truyền thống. Hệ thống này khắc phục đƣợc nhƣợc điểm của EMVA dùng solenoid là sử dụng nhiều
năng lƣợng để điều khiển.Bên cạnh đó,các động cơ sử dụng hệ thống này sẽ loại bỏ bƣớm ga hoặc điều khiển bƣớm ga mở hoàn toàn đối với các chế độ hoạt động (Unthrottled Engine).Dịng khơng khí nạp đƣợc điều khiển bởi các xupap nạp.Thời điểm và khoảng mở của xupap đƣợc điều khiển một cách linh hoạt và hồn tồn vì thế nó có khả năng cải tiến đáng kể hiệu suất và nồng độ khí thải trên động cơ.
Nguyên lý hoạt động:
Khi lõi thép của cơ cấu di chuyển lên, xuống cũng chính là lúc xupap hoạt động đóng mở. Lõi thép hoạt động trong phạm vigiới hạn là 8mm. Nguyên lý hoạt động đƣợc thể hiện qua hình 2.6.
Hình 2.6.2: Nguyên lý hoạt động của EMV dùng bộ chấp hành nam châm.
Ở thời điểm ban đầu, nam châm tạo ra dịng từ thơng đi qua lõi thép theo chiều mũi trên hình 2.5(a) để tạo ra một lực từ trƣờng hút lõi thép của cơ cấu dịch chuyển lên phía trên, vì thế xupap đƣợc dịch chuyển lên trên nén lị xo lại giúp cho xupap đóng lại. Điều đó thực hiện đƣợc là do lực hút của nam châm lớn hơn lực hồi vị của lò xo. Để thực hiện việc mở xupap, cuộn dây solenoid sẽ đƣợc cấp dịng điện tới làm nó sinh ra một
dịng từ của nam châmvì vậy lực từ trƣờng của nam châmtạo ra trên phần ứng sẽ giảm đi, vì thế lực xo lo thắng lực hút nam châm giúp cho xupap đƣợc đẩy xuống cùng với lực hồi vị của lò xogiúp cho xupap bắt đầu mở.Sau khi phần ứng rời khỏi vị trí cao nhất, cuộn dây đƣợc cấp dòng đảo chiều, tạo ra dòng từ cùng chiều với dòng từ của nam châm.Điều này làm cho lõi thép nhanh chóng bị hút xuống và giữ ở vị trí thấp nhất, lúc này xupap mở hồn tồn.Sau đó cuộn dây đƣợc ngắt dịng điện, xupap đƣợc giữ ở vị trí mở hồn tồn bằng lực hút của nam châm.Để thực hiện q trình đóng xupap thì cuộn dây đƣợc cấp dịng điện sao cho làm suy yếu lực từ của nam châm, quá trình này cũng giống nhƣ quá trình mở của xupap.Quá trình lập lại nhƣ thế tạo nên sự hoạt động đóng, mở xupap.
Ngồi ra việc điều khiển đóng, mở xupap đƣợc thực hiện bởi sự cấp dịng đến các cuộn dây cảm ứng từ sớm hay muộn và điều đó đƣợc quyết định bởi ECU động cơ.