Nghiên cứu thiết kế cơ cấu xupap điện từ trên động cơ

Việc nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ mới đang là xu hƣớng chung của nhiều hãng sản xuất ô tô trên thế giới nhằm đảm bảo sử dụng tiết kiệm nhất nguồn nhiên liệu hóa thạch và giảm ô nhiễm môi trƣờng. Các trạng thái tối ƣu nhất là việc điều khiển mô men xoắn phù hợp với từng điều kiện hoạt động khác nhau nhằm cải thiện mức tiêu thụ nhiên liệu trong động cơ. Điều này đƣợc thực hiện bằng xupap điện từ, xupap này mang lại nhiều ƣu điểm trong việc cải thiện khí thải và suất tiêu hao nhiên liệu ở các dải tải trọng khác nhau trong động cơ. Nghiên cứu đề xuất thiết kế cơ cấu điều khiển xú páp đƣợc cải tiến từ hệ thống phân phối khí truyền thống trên động cơ xăng 4 xi lanh thẳng hàng nhằm điều khiển xupap trên động cơ.

Kết quả c ho thấy, ngoài việc có thể điều khiển một cách linh hoạt công suất động cơ phát ra theo từng chế độ hoạt động, phƣơng pháp điều khiển bằng xupap điện từ còn có thể giảm đƣợc khoảng 13% đến 15% lƣợng nhiên liệu tiêu hao so với động cơ thông thƣờng. Đồng thời lƣợng khí phát thải CO cũng giảm đƣợc khoảng 15%, hàm lƣợng khí HC sinh ra cũng giảm đƣợc khoảng 8%.

NỘI DUNG:

LÝ LỊCH KHOA HỌC ................................................................................................ ii

LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ iv

LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. v

TÓM TẮT ................................................................................................................... vi

ABSTRACT ............................................................................................................... vii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................... xi

DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................ xii

DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... xiii

CHƢƠNG 1 .................................................................................................................. 1

TỔNG QUAN ............................................................................................................... 1

1.1 Đặt vấn đề ............................................................................................................... 1

1.2 Các nghiên cứu trong nƣớc ................................................................................... 2

1.3 Các nghiên cứu ngoài nƣớc ................................................................................... 2

1.4 Tổng quan về điều khiển xupap ............................................................................. 3

1.4.1. Ảnh hƣởng của việc thay đổi thời điểm mở xupap nạp (IVO). ......................... 4

1.4.2 Ảnh hƣởng của việc thay đổi thời điểm đóng xupap nạp (IVC). ........................ 5

1.4.3 Ảnh hƣởng của việc thay đổi thời điểm mở xupap xả (EVO). .......................... 6

1.4.4 Ảnh hƣởng của việc thay đổi thời điểm đóng xupap xả (EVC). ......................... 7

1.4.5 Hệ thống điều khiển xupap có thời điểm và độ nâng thay đổi. ........................... 8

1.4.5.1 Hệ thống VTEC trên xe Honda. ....................................................................... 8

1.4.5.2 Hệ thống VVT-i trên xe Toyota. ...................................................................... 9

Trang ix

1.4.5.3 Hệ thống Valvetronic trên xe BMW .............................................................. 11

1.4.5.4 Nhận xét ƣu nhƣợc điểm của hệ thống điều khiển xupap có thời điểm và độ

nâng thay đổi. ................................................................................................................... 13

1.4.6 Hệ thống điều khiển xupap không sử dụng trục cam (Camless engine). .......... 14

1.4.6.1 Hệ thống MultiAir của Fiat ............................................................................ 15

1.5 Mục đích nghiên cứu ............................................................................................ 21

1.6 Đối tƣợng nghiên cứu ........................................................................................... 21

1.7 Phạm vi nghiên cứu và giới hạn của đề tài........................................................... 21

1.8 Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................................... 21

1.9 Nội dung nghiên cứu ............................................................................................ 22

1.10 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ............................................................................ 22

1.11 Kết luận .............................................................................................................. 23

CHƢƠNG 2 ................................................................................................................. 24

CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................................................. 24

2.1 Lịch sử phát triển ................................................................................................. 24

2.2 Khái niệm cơ cấu xupap điện từ (EMVA). .......................................................... 26

2.3 Phân loại cơ cấu xupap điện từ. ........................................................................... 26

2.3.1 Cơ cấu xupap điện từ dùng bộ chấp hành solenoid: ......................................... 27

2.3.2 Cơ cấu điện từ EMVA dùng bộ chấp hành nam châm. ..................................... 29

2.4 So sánh ƣu nhƣợc điểm của EMVA solenoid và EMVA nam châm. ................. 32

2.5 Kết luận ................................................................................................................ 33

CHƢƠNG 3 ................................................................................................................. 34

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CƠ CẤU XUPAP ĐIỆN TỪ TRÊN ĐỘNG CƠ ........... 34

3.1 Nguyên lý hoạt động của EMV. ........................................................................... 34

3.2 Thiết kế xupap điện từ (EMV) ............................................................................. 35

Trang x

3.2.1. Thiết kế lò xo xupap. ........................................................................................ 35

3.2.2. Thiết kế armature và thân xupap. ..................................................................... 37

3.2.3. Thiết kế nam châm. .......................................................................................... 40

3.2.4. Thiết kế cuộn dây điện từ. ................................................................................ 41

3.3. Tính toán các thông số của xupap điện từ (EMV). ............................................. 44

3.3.1 Giới thiệu các công cụ phần tử hữu hạn. ........................................................... 44

3.3.2 Tối ƣu hóa các thông số trong thiết kế xupap điện từ. ...................................... 45

3.4 Phân tích các yếu tố ảnh hƣởng. ........................................................................... 46

3.4.1 Nam châm.......................................................................................................... 46

3.4.2 Armature. ........................................................................................................... 50

3.4.3 Cuộn dây điện từ. .............................................................................................. 55

3.4.4 Sự phân bố mật độ từ thông. ............................................................................. 58

3.5 Lực giữ. ................................................................................................................ 60

3.6 Kết luận ................................................................................................................ 62

CHƢƠNG 4 ................................................................................................................. 94

KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI ........................................... 94

4.1 Kết luận ................................................................................................................ 94

4.2 Hƣớng phát triển của đề tài: ................................................................................. 95

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LƯU Ý:

Tài liệu được chia sẻ bởi CTV EBOOKBKMT "Nguyễn Duy Long" chỉ được dùng phục vụ mục đích học tập và nghiên cứu.

LINK DOWNLOAD

NỘI DUNG: