Polttomoottorin sähkömekaaninen venttiilinohjaus

Työssä tarkastellaanpolttomoottorin venttiilitoimilaitteen toteuttamista sähkömekaanisesti. Tähän mennessä kehitetyt ratkaisut ja rakennetut prototyypit soveltuvat pääosin henkilöautojen vapaasti hengittävien ottomoottoreiden venttiilien ohjaukseen. Venttiilien sähkömekaanisen ohjauksen soveltuvuutta suuriin polttomoottoreihin kuten esimerkiksi voimalaitosdieseleihin on myös tarkasteltu, mutta ongelmaksi muodostuu riittävän suuren magneettisen voiman kehittäminen magneettivuon reitillä esiintyvän suuren ilmavälin takia. Työssä esitetään valmiita ja kehitteillä olevia ratkaisuja polttomoottorin venttiilien ohjaukseen sähkömekaanisesti. Lisäksi käsitellään parannusmahdollisuuksia jo valmiisiin ratkaisuihin ja käydään läpi sähkömekaanisen venttiilinohjauksen ongelmakohtia. Suomeksi ei ole kovin paljon julkaistua materiaalia polttomoottorin venttiilien sähkömekaanisesta ohjauksesta, joten työ tukeutuu pääosin Internetissä julkaistuihin artikkeleihin sekä sähköpostin välityksellä käytyihin keskusteluihin niiden tahojen kanssa, jotka tutkivat ja kehittävät polttomoottorinsähkömekaanista venttiilien ohjausta. Venttiilien sähkömekaanisen ohjauksen tutkiminen tällä hetkellä jakautuu pääpainotteisesti sähkömagneettisen osuuden ja säätöteknisen osuuden tutkimiseen ja kehittämiseen. Työssä ei mennä näiden aihepiirien syvälliseen analysointiin vaan esitetään tämän hetkisentutkimuksen painopisteet ja lähdeviitteet aihepiiriä syventäviin julkaisuihin.

Possibilities to realize electromechanical valve actuators of internal combustion engines have been studied. Hitherto, the solutions evolved and the prototypes build-up are mainly suitable for the control of the valves of small gasoline engines without turbocharger. The applicability of the electromechanical valve control for larger engines(diesel engines) has also been studied. The problem is to get the magnetic force large enough in large airgap-valves needed in the magnetic circuit of big valves. The thesis makes an overview of present day solutions forthe controlling of engine's valves electromechanically. In addition, improvements for already published solutions are suggested and a list of the problemsof the electromechanical valve control is given. There are not too many Finnish publications concerning the control of the electromechanicalvalvetrain in internal combustion engines, so the master thesis mostly bases onthe articles found in the Internet and the knowledge got during discussions with persons who are researching and developing electromechanical valve control of the internal combustion engine. At this moment the research and development of the electromechanical valve control is divided in two main parts, electromagnetic studies and control engineering. These issues are not deeplyanalyzed in this thesis but the present day main research topics and referencesto important publications are given.