BÁO cáo TIỂU LUẬN môn học ĐỘNG cơ đốt TRONG đề tài ĐỘNG cơ KHÔNG CAM

�� 1 khoảng thời gian cho đến khi cân bằng.

Hình 3.1.2 Q trình nâng và giữ [5]
3.1.3 Xả khí
Đến lúc xả khí thì TS là LS ngừng kích hoạt các van spool valve trở về vị trí ban đầu.
12


Khí nén trong bộ truyền động thốt ra và trở về.
Lị xo đẩy AP về vị trí ban đầu. Van động cơ đóng lại.

Hình 3.1.3 Q trình xả khí [5]

3.2 Q trình giảm chấn
Ngồi ra trong bộ phần truyền động thì dầu thủy lực cịn có chức năng là giảm chấn.
Dịng khơng khí với áp suất cao được đi vào, đấy piston A và xupap đi xuống thật nhanh,
thì khơng khí và lo xị ở phần khơng gian phía dưới piston A bị nén lại. Xupap được mở.
Tại địa điểm va chạm giữa pistion A và piston B, thì piston A tiếp tục đi xuống nó sẽ đẩy
piston B đi về phía đường dầu cấp. Dầu tiếp bị nén cho đo đến khi áp suất dầu tăng lên
cao và cân bằng với lực khí nên bên trên piston A thì nó sẽ dừng lại, đó lại giảm chấn
(damping).
Cuối cùng khí nén và lị xo khoang phía dưới piston đẩy piston A đi lên và đóng xupap
lại.

13


Hình 3.2 Q trình giảm chấn
Ở động cơ khơng cam cụ thể là hệ thống phân phối khí việc quan trọng nhất là thời gian
kiểm soát bộ phận chấp hành. Trọng tâm là thời gian nạp đầy năng lượng, thời gian nâng
van và thời gian đóng van.

3.3 Thời gian hoạt động của bộ truyền động [5]
3.3.1 Thời gian nạp đầy
Thời gian nạp đầy năng lượng hay là thời gian trễ của mỗi bộ truyền bao gồm độ trễ điện
từ, độ trễ van truyền động, độ trễ thời gian nạp đầy khơng khí trong xi lanh. Tất cả
những thời gian này khoảng 4-5 ms.
Actuator
Delay [ms]
IV1
4,1
IV2
5,0
EV1
3,8
EV2
4,0
Hình 3.3.1 Độ trễ mỗi bộ truyền [5]
3.3.2 Thời gian nâng van
t 2=

m
V¿

Trong đó: t 2 là thời gian nâng van [ ms ]
m là khối lượng khơng khí cần thiết để nạp vào xi lanh bộ truyền động [ g ]
V ¿ là vận tốc dòng khí đi vào trong xi lanh bộ truyền động [ kg /s ]

14


 Khối lượng khơng khí cần thiết m

Như một cách để tiếp cận đầu tiên thì lực chống lại duy nhất trên van được giả định là chỉ
có lực lị xo van. Lực áp suất tác dụng nên lò xo.
F=k . x= p . A piston
¿> p=

k .x
A piston

Trong đó: p là áp suất tác dụng lên piston truyền động [ Pa ]
x là độ nén lò xo ( độ nâng van) [ mm ]
A piston diện tích piston truyền động [ mm2 ]

Khối lượng khơng khí cần thiết để vượt qua lực lị xo được tính theo phương trình khí lý
tưởng.
pV =mRT
¿> m=

pV
RT

Trong đó: V : là thể tích xi lanh truyền động [ mm3 ]
T: nhiệt độ không khí [ K ]
R: hằng số khí R=0,0821
k .x
. x . A piston
A piston
k . x2 [ g]
m=
=
RT

RT

Tổng khối lượng khí bao gồm khối lượng khí với độ nâng ban đầu x p và khối lượng khí
với độ nâng l.
k . x2p k .l 2 k ( x 2p +l 2)
m tot =m p +m l=
+
=
RT
RT
RT

Khối lượng khí cần thiết
m=mtot −mo
m o=

patm . x o . A piston
[ g]
RT

Trong đó: po là áp suất khơng khí xung quanh [ Pa ]
x o là độ nén ban đầu [ mm ]
15


T là nhiệt độ khơng khí ban đầu trong bộ truyền động [ K ]
 Vận tốc dịng khí đi vào trong bộ truyền động được xây dựng bởi J.M. Tressler et
al.
V ¿ =γ ¿ .

√

κ
. p A [9]
R T ¿ air. ¿

Trong đó: κ là tỷ lệ nhiệt κ=1,37
T ¿=T
pair là áp suất cung cấp [ Pa ]
γ ¿ là hằng số cho dòng vào đến bộ truyền động γ ¿ =0,58
A¿ là tiết diện đường ống vào [ mm2 ]
k . x2
RT
t 2=
κ
γ¿ .
.p A
R T ¿ air . ¿

√

3.3.3 Thời gian xả khí
t=

l
v

Trong đó: v là vận tốc đóng van [ mm/ ms ]
Closing speed v
[mm/ms]

IV1
1,5
IV2
2,0
EV1
1,0
EV2
2,0
Hình 3.3.3 Vận tốc đóng van [5]

Actuator

3.4 Độ ổn định của bộ phận chấp hành
Trong động cơ FreeValve để mở được van động cơ thì độ nâng van là từ 2-8 mm.
Và để kiểm tra tùy thuộc vào các độ nâng van khác nhau thì các cảm biến và bộ truyền
động có hoạt động ổn định và theo yêu cầu hay không?
Dưới đây là các đồ thị về cấu hình nâng van với áp suất cung cấp vào bộ truyền động là 4
bar được thử nghiệm bởi AVL IndiCom.

16


Hình 3.4a Độ nâng van 2 mm [5]

Hình 3.4b Độ nâng van 4 mm [5]

17


Hình 3.4c Độ nâng van 6 mm [5]

Hình 3.4d Độ nâng van 8 mm [5]

Theo như thông tin bị tiết lộ từ Cargin và các kết quả từ đồ thị thì với các cảm biến và bộ
phận chấp hành hoạt động ổn định nhất và ít sai xót là từ 3-8 mm.
Dưới 3 mm thì nó bắt đầu khơng ổn định theo u cầu và dưới 2 mm thì khơng thể nâng
van được.
4. Ưu điểm và nhược điểm
4.1 Ưu điểm
Hệ thống FREEVALVE giảm được 30% khối lượng và 50% kích thước (nhẹ hơn 20kg,
tiết kiệm 50mm chiều cao và 70mm chiều sâu).
Hệ thống FREEVALVE giảm mức tiêu hao nhiên liệu và lượng khí thải. Động cơ được
trưng bày tại Quảng Châu là động cơ tăng áp 1,6 lít sử dụng công nghệ Freevalve ể tạo ra
công suất 230 mã lực và mô-men xoắn 320 Nm. Điều này thể hiện công suất tăng 47%,
mô-men xoắn tăng 45% và giảm 15% mức tiêu thụ nhiên liệu khi so sánh với động cơ
trục cam truyền thống có thơng số kỹ thuật tương tự. Động cơ được lắp đặt trên chiếc
Qoros 3 hatchback. [6]
Động cơ được lắp đặt hệ thống EGR.
Nếu một hoặc nhiều bộ truyền động bị hỏng, động cơ sẽ tiếp tục chạy như bình thường,
nhưng với cơng suất vịng tua cao giảm nhẹ. Động cơ sẽ có thể cung cấp khả năng khập
khiễng ngay cả khi 75% bộ truyền động bị hỏng.

18


Nếu hệ thống hoàn chỉnh bị lỗi, động cơ sẽ ngừng chạy mà không làm hỏng động cơ, so
với động cơ được trang bị trục cam sẽ bị hư hỏng nặng hoặc bị phá hủy nếu dây đai hoặc
xích bị hỏng.
4.2 Nhược điểm
Chi phí sản xuất cao

Gây tiếng ồn
Các cảm biến vị trí van và bộ phận truyền động khơng ổn định với độ nâng van dưới
2mm.
5. Hướng phát triển
Christian von Koenigsegg, Giám đốc điều hành của Koenigsegg Ơ tơ AB và Chủ tịch Hội
đồng quản trị tại FreeValve AB cho biết Điều này tiến gần hơn đến việc sản xuất hàng
loạt công nghệ FreeValve cũng là bước đầu tiên hướng tới lời hứa giảm phát thải CO2
quan trọng. Điều này sẽ được thúc đẩy với việc áp dụng rộng rãi cơng nghệ FreeValve
trong ngành cơng nghiệp ơ tơ.

Hình 5. Giám đốc điều hành của Koenigsegg Ơ tơ AB và Chủ tịch Hội đồng quản trị tại
FreeValve AB [6]

19


Hình ảnh trích dẫn & tài liệu tham khảo
[1] vi.wikipedia.org/wiki/Truc_cam.
[2] www.koenigsegg.com Freevalve Wins 2016 Popsci automotive Innovation Award 2110-2016.
[3] www.koenigsegg.com Freevalve Technology Unveiled at Beijing Motor Show in
Qoros Qamfree Concept Car.
[4] FreeValve Technology of freevalve.com.
[5] Cargine Engineering AB, retrieved May 12, 2009 from Cargine Engineering AB’s
website:
.
[6] www.koenigsegg.com Qoros Debuts Driveable Freevalve
Guangzhou Motor show.

Engine at 2016

[7] oto.edu.vn/cam-bien-tren-oto.
[8] oto.edu.vn/cau-tao-va-nguyen-ly-hoat-dong-cua-thong-ecu.
[9] J. M. Tressler, T. Clement, H. Kazerooni & M. Lim: ”Dynamic Behaviour of Pneumatic
Systems for Lower Extremity Extenders”, Proceedings of the 2002 IEEE International
Conference on Robotics & Automation, Washington, D.C., 2002.

20