CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ KHÔNG SỬ DỤNG TRỤC CAM
4.1 Hệ thống phân phối khí thủy lực Multiair
4.1.4 Ưu điểm của hệ thống Multiair
Công suất tối đa được tăng lên 10% nhờ vào việc sử dụng trục cam định hướng ở công suất cao.
Tại tốc độ vòng quay thấp mômen xoắn được cải thiện đến 15% thông qua việc đóng sớm xupap nạp để có thể đạt lượng không khí trong xi lanh là lớn nhất.
Quá trình bơm giảm dẫn đến giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ và khí CO2 sinh ra cũng giảm một lượng tương ứng cả với động cơ tăng áp và động cơ không tăng áp.
Động cơ MultiAir tăng áp cỡ nhỏ có thể tăng 25% hiệu quả kinh tế đối so với động cơ thường trong cùng một điều kiện.
Hiệu quả điều khiển xupap thể hiện tốt nhất là trong quá trình làm nóng động cơ và sự tái tuần hoàn khí xả thông qua việc mở lại xupap hút trong kỳ xả. Kết quả là khí thải giảm từ 40% cho HC, CO và đến 60% cho NOx.
Duy trì áp suất nạp (không khí cho động cơ thường và không khí áp suất cao hơn cho động cơ tăng áp), cộng với việc điều khiển khí nạp cho từng xylanh trong mỗi thì riêng biệt sẽ tạo ra một động cơ tối ưu và nâng cao cảm giác lái xe.
MultiAir được áp dụng cho tất cả động cơ đốt trong, nó có thể được lắp trên động cơ Diesel để giảm lượng khí NOx thải ra và làm cho các bộ lọc xúc tác khí thải có hiệu quả hơn.
Nói tóm lại, một động cơ được trang bị Fiat MultiAir sẽ mạnh hơn, phản ứng nhanh hơn trong toàn bộ dải tốc độ, tiết kiệm nhiên liệu và giảm đáng kể tất cả các loại khí thải.
4.1.5 Sự phát triển trong tương lai
Công nghệ Common Rail, một sản phẩm của Fiat được trình làng năm 1997 đã mở đường cho hơn một thập kỷ phát triển với các sản phẩm như MultiJet (phun nhiều lần),
động cơ diesel cỡ nhỏ và gần đây là công nghệ Modular Injection. Những sản phẩm này sẽ sớm được tung ra thị trường.
Hình 4.7 Hệ thống MultiAir
Tương tự, Công nghệ MultiAir ra mắt trên toàn thế giới 2009 sẽ mở ra một sự phát triển mới cho công nghệ động cơ xăng :
Sự kết hợp giữa MultiAir với phun xăng trực tiếp để nâng cao khả năng phản ứng và tiết kiệm nhiên liệu.
Việc đưa ra nhiều chế độ mở xupap tối ưu hơn có thể làm giảm lượng khí thải nhiều hơn.
Cải tiến động cơ tăng áp, kết hợp việc tăng áp suất khí nạp với điều khiển quá trình mở xupap để tối ưu hóa lượng hòa khí nạp vào xylanh.
Song song với hệ thống phun xăng điện tử phát triển trong những năm 70 và Common Rail trong những năm 90 là những đột phá công nghệ cụ thể, công nghệ điều khiển xupap MultiAir có thể áp dụng cho tất cả các loại động cơ đốt trong với bất cứ loại nhiên liệu đốt cháy nào. MultiAir lúc đầu được phát triển cho động cơ sử dụng các loại nhiên liệu nhẹ như xăng đến khí gas tự nhiên và khí hidro. Tuy nhiên nó cũng có khả năng cho việc giảm khí thải của động cơ diesel. Thực chất việc giảm 60% NOx đạt được bởi công nghệ tái tuần hoàn khí xả bằng việc mở lại xupap hút trong quá trình xả, trong khi tối ưu việc điều khiển xupap lúc khởi động lạnh và làm nóng động cơ có thể
Trong tương lai việc cải tiến kỹ thuật ở hệ thống truyền động có thể mang lại những lợi ích từ sự thống nhất cấu trúc của động cơ xăng và diesel. Chính vì vậy sản phẩm quy lát động cơ MultiAir đã được hình thành và phát triển để phù hợp với cả động cơ xăng và diesel. Bộ chấp hành điện-thủy lực của MultiAir không nằm ngoài quy luật đó, với sự đa dạng trong việc gia công, các linh kiện phụ trợ được mang đến từ ứng dụng Fire và SGE của Fiat.
4.2 Hệ thống phân phối khí điện tử
Cơ cấu EMVA (Electromagnetic Valve Actuator) sử dụng lực hút điện từ của nam châm và lực điện từ được tạo ra từ các cuộn dây cảm biến để điều khiển hoạt động đóng mở của xupap chứ không phải là trục cam dẫn động như các loại động cơ truyền thống.
4.2.1 EMV sử dụng Solenoid
Hình 4.8 Cấu tạo EVM solenoid 4.2.2 Cấu tạo
Hai cuộn solenoid trên và dưới 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 được thiết kế thành một khối với nhau.
Cơ cấu EMVA loại dùng solenoid có ưu điểm là cấu tạo đơn giản và dễ điều khiển. Tuy nhiên, khi sử dụng bộ chấp hành solenoid thì chúng tiêu thụ một lượng lớn
Spring
nhỏ ở vị trí trung gian (mid open) do sự cân bằng lực của 2 lò xo vì vậy hệ thống cần một năng lượng điện đến cuộn solenoid điều khiển hút xupap đóng để động cơ dễ dàng khởi động. Đây cũng là nhược 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 dòng điện đến cuộn solenoid không ổn định để điều khiển các xupap trên động cơ.