Solenoid là gì? Cấu tạo van solenoid, nguyên lý và ứng dụng

164

Van solenoid được sử dụng rất phổ biến trong các hệ thống khí nén, động cơ điện,… để thực hiện chuyển đổi dòng chảy an toàn với độ chính xác cao.

Vào những năm 1910, ASCO Numatics, một nhà sản xuất khí nén nổi tiếng của Mỹ, đã phát minh ra solenoid. Sau đó, loại van này được phát triển và cải tiến bởi các tổ chức độc lập với tiêu chuẩn cao hơn. Cho đến ngày nay, solenoid valve được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống bên trong của động cơ ô tô.

Solenoid là gì?

Solenoid valve (van điện từ) là loại van hoạt động bằng động cơ điện, được sản xuất từ ​​cuộn dây dẫn điện quấn thành hình trụ.

Khi có dòng điện chạy qua, ống van sẽ có từ trường. Cường độ của từ trường sinh ra phụ thuộc vào cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn, số vòng dây và kích thước của dây.

Solenoid valve ( van điện từ) là loại van hoạt động bằng động cơ điện
Solenoid valve là loại van hoạt động bằng động cơ điện

Sự khác biệt giữa các van phụ thuộc vào cường độ dòng điện mà van tạo ra hoặc cơ chế được sử dụng để điều chỉnh chất lỏng (cơ chế này sẽ thay đổi dựa trên phản ứng trục và dao động của piston đối với cơ cấu truyền động phản ứng của trực và rocker) .

Van solenoid được thiết kế với hai hoặc ba hoặc nhiều cổng có nhiệm vụ đóng hoặc mở van, xả, đo lường, phân phối hoặc trộn chất lỏng và chuyển đổi dòng chảy giữa hai vị trí khác nhau.

Hệ thống Solenoid valve được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, sản xuất ô tô, thiết bị nội thất và các lĩnh vực khác do khả năng chuyển mạch nhanh và an toàn, khả năng tương thích tốt với các đối tượng, công suất điều khiển thấp và thiết kế nhỏ gọn.

Phân loại van solenoid

Van solenoid được phân loại theo trạng thái làm việc:

  • Van solenoid thường đóng (Normally Closed – NC ): Là loại van đóng khi cuộn dây điện từ chưa được cấp điện và mở ra ngay khi có dòng điện.
  • Van solenoid thường mở (Normally Open- NO): Loại van này có thiết kế phức tạp hơn và ngược lại với van thường đóng.

Cấu tạo, nguyên lý và ứng dụng của van solenoid

Cấu tạo của Solenoid valve gồm: ống lõi, cuộn dây điện từ, lõi cố định, lò xo lõi, piston

Hoạt động của van xảy ra khi dây điện từ được cấp điện, từ trường sinh ra làm cho piston nâng và hạ xuống. 

Cấu tạo van solenoid

Van solenoid bao gồm các chi tiết cơ bản như:

  • Ống lõi (hay còn gọi là: ống van điện từ, ống piston, cụm dẫn hướng, ống phần cứng,) cải thiện điện từ được tạo ra bởi cuộn dây.
  • Cuộn dây điện từ: Một hệ thống trong đó nhiều vòng dây được quấn quanh một ống lõi để tạo ra chuyển động bên trong. Bộ phận này có tác dụng tạo ra từ trường cho van.
  • Lõi cố định lug nut: Gồm một ống chứa và dẫn hướng lõi không từ tính. Lõi kín ngăn chất lỏng tràn ra ngoài để tối ưu hóa chuyển động.
  • Lõi lò xo: ​​Đây là chi tiết quan trọng giúp van chạy ổn định. Một lò xo gắn trên trục van tạo ra một lực đàn hồi giúp trục đàn hồi và đưa đĩa van về vị trí ban đầu khi ngắt điện.
  • Phần lõi (piston): Phần này có dạng hình trụ và thường được làm bằng vật liệu có khả năng chịu nhiệt cao. Khi được cung cấp năng lượng, piston bắt đầu chuyển động để đóng hoặc mở van.
  • Màng ngăn: Đây là bộ phận ngăn cách cụm điện từ với chất lỏng. Tùy thuộc vào loại chất lỏng được sử dụng, màng ngăn thường được làm bằng vật liệu bịt kín mật độ cao như PTFE, FKM, EPDM, …
  • Phần thân van: Phần này nằm gần piston. Thân van được thiết kế bằng các vật liệu như đồng, inox, nhôm, nhựa …và tương thích với chất lỏng. Thân van cùng với piston thực hiện nhiệm vụ kích hoạt hoạt động cho van.
  • Đĩa: Tùy thuộc vào ứng dụng của van, đĩa thường được làm bằng vật liệu chống ăn mòn, chẳng hạn như: thép không gỉ, PTFE,, … Bộ phận này thực hiện chức năng ngăn dòng chảy của chất lỏng khi van đóng. Nếu đĩa bị hỏng, van có thể bị trượt. Một số van có thể không được trang bị phần tử đĩa mà là ống thổi.
Cấu tạo của van điện từ bao gồm: ống lõi, cuộn dây điện từ, lõi cố định, lò xo lõi, piston
Cấu tạo của Solenoid valve bao gồm: ống lõi, cuộn dây điện từ, lõi cố định, lò xo lõi, piston

Nguyên lý hoạt động của van solenoid

Solenoid valve được hoạt động theo quy trình làm việc kín của van điện từ thường đóng và van điện từ thường mở, cụ thể:

  • Đối với van điện từ thường đóng:

Ban đầu, van đóng và không cho chất lỏng đi qua. Khi được cung cấp năng lượng, từ trường do điện từ tạo ra từ cuộn dây sẽ tác động lên trục piston, làm van mở, cho phép chất lỏng và khí dễ dàng đi qua van. Khi ngắt điện, lực đẩy của lò xo làm piston di chuyển, đưa van về trạng thái đóng ban đầu.

  • Đối với van điện từ thường mở (NO):

Trạng thái ban đầu, đĩa van và trục van được bố trí khoảng trống tạo ra dòng điện từ liên tục. Khi được cung cấp năng lượng, từ trường do cơ cấu tạo ra sẽ đẩy trục và đĩa van đi xuống, đóng cửa lại. Nguồn lưu chất sẽ bị chặn trước cửa van. Khi ngắt điện, lò xo sẽ ​​đẩy piston mở van, cho chất lỏng và khí đi qua, khôi phục van về trạng thái mở ban đầu.

Van điện từ được hoạt động theo quy trình làm việc kín của van điện từ thường đóng và van điện từ thường mở
Solenoid valve được hoạt động theo quy trình làm việc kín của van điện từ thường đóng và van điện từ thường mở

Ứng dụng của van solenoid 

  • Trong hộp số tự động: ECU sử dụng Solenoid valve để điều khiển dòng thủy lực tác động đến ly hợp hoặc hệ thống phanh để tạo ra tỷ số truyền mong muốn.
  • Kim phun nhiên liệu: Van điện từ được sử dụng trên một số ô tô để đóng mở kim phun nhiên liệu, kiểm soát chính xác lượng chất lỏng đi vào buồng đốt.
  • Hệ thống treo khí nén: Van solenoid thực hiện quá trình thay đổi áp suất hệ thống.
  • Van solenoid cũng có mặt trong hệ thống tuần hoàn khí xả EGR, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát động cơ, v.v.
  • Ngoài ra, van điện từ hỗ trợ xe sang số êm ái, kiểm soát thời gian sang số tốt, đảm bảo an toàn và tăng trải nghiệm lái xe.
Van solenoid là loại van có chức năng đóng mở dòng chảy nhanh, giá thành rẻ và cấu tạo nhỏ gọn
Van solenoid là loại van có chức năng đóng mở dòng chảy nhanh, giá thành rẻ và cấu tạo nhỏ gọn

Lưu ý khi sử dụng van điện từ 

Van solenoid là loại van có chức năng đóng mở dòng chảy nhanh, giá thành rẻ và cấu tạo nhỏ gọn, phù hợp cho những nơi lắp đặt không quan trọng như nước lạnh, nước nóng và khí nén.

Ngược lại, van điện từ dùng cho môi chất như dầu nóng hay hơi nước phải là van điều khiển chuyên dụng có gắn thiết bị giúp làm mát cuộn coil van, vì khi truyền nhiệt từ thân van sang coil mà không có bộ tản nhiệt thì cuộn dây dễ bị ảnh hưởng đến tuổi thọ của cuộn coil điều khiển hoặc bị hư hỏng, cháy nổ.

AutoDetailing.vn hy vọng qua những thông tin và kiến thức về van solenoid sẽ giúp mọi người hiểu hơn bộ phận này cũng như nắm được những lưu ý cần thiết khi sử dụng van điện từ. 

AutoDetailing.vn – Blog chia sẻ, đánh giá phụ kiện ô tô cũng như chia sẻ các thông tin hữu ích về thị trường ô tô, cách tự chăm sóc chiếc xe ô tô giúp người dùng trải nghiệm nhiều hơn trên chiếc xe của mình.

Tìm kiếm AutoDetailing.vn qua: