(News.oto-hui.com) – Hệ thống phun xăng được sử dụng rất phổ biến trên động cơ đốt trong ngày nay. Có 3 loại hệ thống phun xăng trên động cơ. Cùng tìm hiểu về cấu tạo, hoạt động và ưu nhược điểm của các hệ thống phun xăng trên động cơ thông qua bài viết này nhé.
Có 3 loại hệ thống phun xăng phổ biến trên động cơ đốt trong đó là:
- Phun xăng gián tiếp, đơn điểm.
- Phun xăng gián tiếp, đa điểm.
- Phun xăng trực tiếp.
I. Phun xăng gián tiếp, đơn điểm:
Hệ thống phun xăng gián tiếp, đơn điểm có cấu tạo gồm một vòi phun nhiên liệu được đặt trước bướm ga trên cổ góp đường ống nạp. Khi bướm ga mở, luồng khí nạp đi vào hòa trộn với lượng nhiên liệu được phun ra từ vòi phun tạo thành hòa khí. Hỗn hợp hòa khí này được chia nhỏ đến các đường ống nạp khác nhau và đi vào xylanh của động cơ.
Ưu điểm của hệ thống phun xăng gián tiếp, đơn điểm đó là chi phí rẻ khi một vòi phun cũng có thể cung cấp nhiên liệu cho nhiều xylanh khác nhau trên động cơ. Ngoài ra, với việc chỉ cần bố trí một vòi phun trên cổ góp đường nạp giúp cho kết cấu của hệ thống đơn giản hơn.
Ngược lại, nhược điểm của hệ thống phun xăng này đó là hỗn hợp hòa khí được cung cấp đến các xylanh không đều nhau. Các đường ống nạp có độ dài và góc uốn lượn khác nhau sẽ ảnh hưởng đến quá trình hòa trộn và lưu lượng của hòa khí. Điều này làm cho nhiệt lượng sinh ra trong quá trình đốt cháy của các xylanh không đồng đều. Có thể dẫn tới hiện tượng máy rung giật và momen sinh ra không đều.
Ngoài ra, việc điểm phun nằm xa xylanh của động cơ sẽ khiến cho lượng hòa khí đưa vào không giống với tính toán của ECU. Nhiên liệu được vòi phun phun ra dưới dạng các hạt nhỏ. Một phần nhiên liệu được phun ra sẽ không bay hơi và hòa trộn với khí nạp ngay mà đọng bám trên thành của đường ống nạp. Lượng nhiên liệu này sẽ bay hơi chậm hơn so với phần nhiên liệu bay hơi trong không gian đường ống nạp. Vì thế nên lượng nhiên liệu cháy trong mỗi chu trình của xylanh sẽ bị ít đi một phần và không còn chính xác với các tính toán của ECU động cơ.
II. Phun xăng gián tiếp, đa điểm
Hệ thống phun xăng gián tiếp, đa điểm có nhiều vòi phun hơn và tương ứng với số lượng xylanh của động cơ. Vị trí vòi phun được đặt nằm trước xupap nạp. Khi xupap nạp mở, vòi phun sẽ được điều khiển phun nhiên liệu vào trong xylanh. Quá trình hòa trộn nhiên liệu với khí nạp diễn ra sau khi phun nhiên liệu và trong xylanh của động cơ.
So với hệ thống phun xăng gián tiếp, đơn điểm đã trình bày ở trên. Hệ thống phun xăng gián tiếp, đa điểm có khả năng kiểm soát lượng nhiên liệu đi vào xylanh chính xác hơn vì vị trí của điểm phun lúc này gần xylanh hơn. Lượng nhiên liệu cung cấp vào mỗi xylanh cũng đồng đều hơn vì mỗi xylanh được trang bị một vòi phun độc lập với nhau. Bù lại thì chi phí của hệ thống này lại đắt hơn vì cần phải sử dụng nhiều vòi phun hơn.
Tuy nhiên, việc đặt vòi phun ngay trước xupap nạp có một nhược điểm đó là một phần nhiên liệu sau khi phun có thể đọng bám trên nấm xupap. Sau một thời gian hoạt động thì có thể xuất hiện các cặn bẩn bám trên nấm xupap, gây ảnh hưởng đến chuyển động của xupap và độ kín của buồng cháy.
III. Phun xăng trực tiếp
Hệ thống phun xăng trực tiếp có điểm tương đồng so với hệ thống phun gián tiếp đa điểm (có số vòi phun tương ứng với số xylanh, nhiên liệu phun vào mỗi xylanh độc lập và đồng đều). Điểm khác nhau giữa hai loại hệ thống đó là vị trí đặt vòi phun. Đối với hệ thống phun xăng trực tiếp thì vòi phun được lắp đặt trên nắp quylat để có thể phun trực tiếp nhiên liệu vào trong xylanh của động cơ. ECU sẽ dựa vào thông tin lấy được từ các cảm biến và điều chỉnh hoạt động của vòi phun sao cho phù hợp với chế độ hoạt động của động cơ.
Nhiên liệu sau khi được phun vào sẽ nhanh chóng bay hơi dưới môi trường áp suất và nhiệt độ cao trong xylanh, hòa trộn cùng với khí nạp mới và phần khí sót nóng còn lại từ chu trình trước đó tạo thành hỗn hợp hòa khí chuẩn bị cho quá trình cháy tiếp theo. Hiện tượng một phần nhiên liệu dạng giọt khi phun ra bám trên thành xylanh rồi mới bay hơi có diễn ra nhưng không đáng kể giống như trường hợp của hai hệ thống phun gián tiếp đã nêu trên.
Có hai chế độ hoạt động trên hệ thống phun xăng trực tiếp. Khi động cơ hoạt động ở chế độ tải nhỏ và trung bình, nhiên liệu sẽ được phun vào kì nén để tạo hỗn hợp phân tầng (hoạt động giống như động cơ diesel). Chỉ một phần khí nạp được hòa trộn với nhiên liệu bay hơi tạo thành hỗn hợp hòa khí, hỗn hợp hòa khí này sẽ nằm gần với bugi đánh lửa để việc đốt cháy hỗn hợp diễn ra dễ dàng hơn. Vì phun vào kì nén nên thời gian phun sẽ ngắn lại, lượng nhiên liệu được đưa vào ít, qua đó giúp tiết kiệm nhiên liệu hơn.
Khi động cơ hoạt động ở chế độ tải cao, nhiên liệu sẽ được phun vào kì nạp để tạo hỗn hợp đồng nhất. Lúc này nhiên liệu được đưa vào nhiều hơn, kết hợp với luồng khí nạp đi vào giúp hỗn hợp nhiên liệu và không khí hòa trộn đều hơn. Đốt được nhiều hòa khí hơn làm tăng công suất của động cơ, phù hợp với chế độ hoạt động ở tải cao.
Với việc nhiên liệu được vòi phun phun trực tiếp vào trong xylanh, ECU có thể tính đoán được chính xác lượng nhiên liệu được đưa vào, qua đó giúp việc kiểm soát lượng nhiên liệu tốt hơn. Kết hợp với các chế độ phun phân tầng và đồng nhất giúp tiết kiệm nhiên liệu hơn.
Nhược điểm của hệ thống phun xăng trực tiếp đó là chi phí cao. Nắp quylat chứa thêm vòi phun nên có kết cấu phức tạp, khó chế tạo và chi phí chế tạo cao hơn.
Một số bài viết liên quan:
- Quá trình cháy trong động cơ xăng và những nhân tố ảnh hưởng đến?
- Tìm hiểu về nguyên lý nạp phân tầng trên động cơ GDI
- Ưu nhược điểm của bộ chế hòa khí và hệ thống phun xăng điện tử
- Hệ thống phun xăng điện tử (EFI) duy trì áp suất nhiên liệu như thế nào?
- So sánh hai hệ thống phun xăng K Jetronic và L Jetronic
- 4 thế hệ phun xăng điện tử trên ô tô hiện đại ngày nay
- Sự khác biệt giữa hệ thống phun xăng GDI và EFI
- Những kiểu cung cấp nhiên liệu ở động cơ xăng
