Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử trên xe ô tô

40 Likes 2 Comments

Giới thiệu về Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử trên xe ô tô:

Ad soạn bài viết Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử trên xe ô tô cho các bác hiểu hơn về nguyên lý hoạt động cũng như các thông số điều khiển của các hệ thống phun xăng điện tử được trang bị trên ô tô hiện nay. Thay vì các bác chỉ nắm về cấu tạo đặc trưng và nguyên lý hoạt động thì Ad muốn các bác hiểu hơn về nguyên lý điều khiển của hệ thống phun xăng điện tử trang bị trên ô tô.

Trình tự phát triển của hệ thống nhiên liệu xăng động cơ đốt trong:

Không phải tự nhiên mà ta lại có các hệ thống phun xăng điện tử được sử dụng phổ biến trong ngày hôm nay. Hiện nay, hầu như ta rất khó bắt gặp các loại hệ thống phun xăng quá cổ điển như hệ thống phun xăng điện tử SPI (Single Point Injection). Những xe sử dụng hệ thống phun xăng điện tử SPI hầu hết đều là xe ở trước năm 2000. Thế nhưng, trước khi áp dụng Công nghệ phun xăng điện tử vào xe ô tô. Người ta đã sử dụng hệ thống nhiên liệu nào, các bác hãy cùng Ad vào tìm hiểu nhé.

Bộ chế hòa khí trên ô tô, hệ thống nhiên liệu đầu tiên của ô tô:

Hệ thống nhiên liệu đầu tiên của động cơ xăng là hệ thống nhiên liệu sử dụng bộ chế hòa khí. Trong xe máy ta hay gọi là Bình xăng con á. Bộ chế hòa khí của xe ô tô thì phức tạp hơn rất nhiều so với bộ chế hòa khí trên xe máy. Do điều kiện hoạt động của ô tô phải được đáp ứng hơn rất nhiều so với xe máy. Ví dụ, hệ thống nhiên liệu động cơ ô tô sẽ phải đáp ứng được lượng nhiên liệu phù hợp khi ta tăng tốc, khi chạy ở chế độ toàn tải hay khi chạy không tải sẽ phải có mạch nhiên liệu khác phù hợp với chế độ tải đó.

Chính vì quá nhiều mạch nhiên liệu như vậy dẫn đến cấu tạo của bộ chế hòa khí trên ô tô rất phức tạp và việc sửa chữa cũng rất khó khăn. Anh em nào sửa chữa bộ chế hòa khí xe ô tô sẽ thấu hiểu nỗi đau này. Bên cạnh đó, Bộ chế hòa khí xe ô tô thay đổi mạch nhiên liệu hầu như hoàn toàn dựa vào chi tiết cơ khí. Mà các chi tiết cơ khí lâu ngày sẽ bị mài mòn chính vì thế ta phải bảo trì và bảo dưỡng thường xuyên bộ chế hòa khí trên ô tô. Đồng thời, các mạch được điều khiển theo các chi tiết cơ khí sẽ gây ra độ trễ nhất định và định lượng nhiên liệu cũng không chính xác được theo các trạng thái vận hành của người lái nên hầu như động cơ sử dụng hệ thống nhiên liệu bộ chế hòa khí thường khá hao nhiên liệu so với các thế hệ hệ thống nhiên liệu tiếp theo.

Chính vì thế, hiện nay hầu như 100% ô tô chạy trên đường đều không còn sử dụng bộ chế hòa khí cho ô tô nữa mà thay vào đó là các công nghệ phun xăng điện tử.

Trình tự phát triển hệ thống phun xăng điện tử trên ô tô:

Hệ thống phun xăng đơn điểm SPI:

Sơ đồ cấu tạo Hệ thống phun xăng đơn điểm SPI trên động cơ ô tô

Để hiểu hơn tại sao cần áp dụng công nghệ phun xăng điện tử vào ô tô thì câu trả lời đơn giản nhất đó là: Tiết kiệm được nhiên liệu, hệ thống phun xăng điện tử có thể không giúp động cơ đạt công suất lớn hơn nhưng chắc chắn là tiết kiệm nhiên liệu hơn. Bằng việc theo dõi liên tục các thông số vận hành thông qua các cảm biến gắn trên động cơ, bộ điều khiển phun xăng sẽ có thể định lượng được 1 cách tương đối chính xác lượng nhiên liệu cần thiết để phun vào ống nạp hòa trộn với không khí có trong đó. Từ đó, ta có thể hạn chế tối đa được lượng nhiên liệu thừa thải ra bên ngoài môi trường. Một bài toán khác mà công nghệ phun xăng điện tử cũng hơn hẳn bộ chế hòa khí trên ô tô đó là Giảm phát thải đi 1 cách đáng kể. Bằng việc giảm sát tỷ lệ hòa khí đảm bảo tỷ lệ hòa khí được điều chỉnh ở giá trị gần 14.7 nhất. Khí thải được thải ra cũng có chất lượng tốt hơn. Đáp ứng các tiêu chuẩn kiểm định được đề ra theo Bộ Giao Thông Vận Tải Việt Nam.

Hệ thống phun xăng điện tử có rất nhiều dạng khác nhau được nâng cấp và phát triển theo giai đoạn. Trước hết, ta đo các thông số đầu vào bằng các cảm biến là các chi tiết cơ khí. Các cảm biến này tuy cũng cung cấp được giá trị tương đối phù hợp cho bộ điều khiển tính toán thế nhưng các cảm biên này không dứt khoát và thường có độ trễ nhất định, ta thường thấy các hệ thống phun xăng diện tử có trang bị các cảm biến này ở hệ thống phun xăng điện tử L-Jectronic, K-Jectronic của BOSCH.

Cấu tạo của cảm biến lưu lượng kiểu cánh gạt

Nhưng hiện nay, các nhà sản xuất ô tô đã chuyển sang sử dụng các cảm biến theo tín hiệu điện. Tín hiệu này vừa tức thời lại vừa chính xác. Đồng thời cũng không cần bảo dưỡng sửa chữa gì cả. Hư hỏng thì cứ thay mới và giá thành 1 con cảm biến này thật sự không đắt tiền (Trừ các hãng xe sang nhén). Và các hệ thống phun xăng điện tử ta gọi chung là hệ thống phun xăng điện tử EFI. Người ta phân loại theo nhiều cách nhưng Ad sẽ phân loại hệ thống phun xăng điện tử theo cách Bố trí sô vòi phun và vị trí bố trí vòi phun nhiên liệu. Hệ thống phun xăng điện tử thế hệ đầu tiên là hệ thống phun xăng nhiên liệu đơn diểm. Nói đơn giản hơn là chỉ bố trí 1 vòi phun sau cảm biến lưu lượng khí nạp để phun nhiên liệu vào đường ống nạp giúp hòa trộn với không khí thành hòa khí. Hệ thống phun xăng kiểu này gọi là Hệ thống phun xăng SPI (Single Point Injection).

Hệ thống phun xăng đa điểm MPI:

Sơ đồ cấu tạo Hệ thống phun xăng L-Jectronic

Hệ thống phun xăng SPI có ưu điểm là siêu đơn giản, giảm hết toàn bộ chi tiết của Bộ chế hòa khí. Thế nhưng ta vẫn gặp 1 số vấn đề đó chính là: Nhiên liệu hòa trộn nhiều khi không đồng đều do chỉ phun 1 lần mà phun 1 lượng nhiên liệu tương đối nhiều.

Sơ đồ cấu tạo Hệ thống phun xăng K-Jectronic

Chính vì thế, ta nghĩ ra phun nhiều điểm trong đường ống nạp. Tùy theo các vị trí bố trí các vòi phun ta sẽ có các hệ thống phun xăng điện tử khác nhau. Ta gọi chung đây là Hệ thống phun xăng MPI (Multi Point Injection). Hệ thống này giải quyết được vấn đề của Hệ thống phun xăng SPInhiên liệu được hòa trộn tốt hơn từ đó quá trình cháy cũng diễn ra tốt hơn và chất lượng khí thải cũng được cải thiện hơn và hiệu suất sử dụng nhiên liệu cũng tốt hơn.

Hệ thống phun xăng trực tiếp GDI:

Cấu tạo Hệ thống phun xăng trực tiếp trên động cơ N63 trên xe ô tô BMW

Tiếp theo, vấn đề của hệ thống phun xăng điện tử gặp phải đó chính là Không thể tối ưu được điều kiện làm việc ở tải và tốc độ thấp. Do trong điều kiện vận hành đó, ta có rất nhiều yếu tố làm giảm hiệu suất cháy của động cơ như:

  • Áp suất chân không phía sau bướm ga: Do khi không mở bướm ga ra hoàn toàn nên phía sau bướm ga thường sẽ có 1 áp suất chân không, áp suất này gây cản trở sự chuyển động lên xuống của Piston từ đó tăng công tiêu hao khi động cơ hoạt động.
  • Động cơ không được vận hành ở chế độ tối ưu: Như đã tìm hiểu ở môn học lý thuyết ô tô, sẽ có 1 phạm vi mà trong đó động cơ đốt trong hoạt động hiệu quả nhất (Ta gọi đó là vùng đàn hồi). Trong vùng đó, lực kéo đạt được là tốt nhất và lượng tiêu hao nhiên liệu là thấp nhất. Chính vì thế, động cơ sẽ tiêu hao nhiên liệu hơn rất nhiều khi chạy tốc độ thấp.
  • Đặc tính của sự hình thành hòa khí: Cái này Ad nghĩ nên chia sẻ ở 1 bài viết mới chứ giờ nói về vấn đề đó, Ad sẽ phải giúp các bác hiêu hơn về Hệ số dư lượng không khí (Lamda) sẽ làm bài viết này quá dài dẫn đến đọc ngán.
  • Và còn một số yếu tố khác nữa.

Chính vì đó, ta đã thấy được Những hiệu quả nhất định của Hệ thống nhiên liệu Diesel khi phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt. Ta áp dụng công nghệ tương tự đó vào hệ thống nhiên liệu động cơ xăng và kết quả đạt được khá tốt. Tính kinh tế của động cơ Phun xăng trực tiếp GDI cải thiện đáng kể khi hoạt động ở tải và tốc độ thấp. Nguyên nhân tại sao ??? Ad sẽ phân tích ở bài sau nhén. Đọc tới đây các bác cũng thấy khá dài rồi sợ các bác ngán ấy.

Sự phân bố hòa khí trong động cơ phun xăng điện tử và Phun xăng trực tiếp

Tài liệu tham khảo về Hệ thống phun xăng điện tử:

Giáo trình cấu tạo hệ thống nhiên liệu động cơ:

Hệ thống nhiên liệu động cơ đốt trong của giáo trình ĐH Bách Khoa TP.HCM

Hệ thống nhiên liệu động cơ đốt trong của giáo trình ĐH SPKT TPHCM

Tài liệu đào tạo hệ thống phun xăng điện tử của các hãng:

Cấu tạo hệ thống phun xăng động cơ ô tô Toyota

Cấu tạo hệ thống nhiên liệu phun xăng động cơ ô tô BMW

Cuối cùng, chúc các bác nắm rõ hơn về lý do trình tự phát triển của hệ thống nhiên liệu xăng nhé. Và các bác chia sẻ bài viết này lại thì nhớ ghi nguồn nhé Tks các bác.

You might like

About the Author: Trần Tuấn Dũ

Xin chào các bạn, tôi là Trần Tuấn Dũ sinh năm 1997 và hiện đang là sinh viên nghành kỹ thuật ô tô của trường ĐH Bách Khoa TPHCM. Ngoài việc học hành, thì tôi có một sở thích đó là sưu tầm tài liệu chuyên nghành. Nhưng thời gian tôi có hạn và tôi cảm thấy là tôi không thể đọc hết được. Nhưng trong thời gian học tập và làm việc tại trường, tôi thấu hiểu cảm giác la lếch khắp Google để xin tài liệu. Nay tôi tạo Website này để hỗ trợ Anh/em đang học tập cũng như Anh/em đang làm trong nghề ô tô để tiết kiệm thời gian tìm kiếm tài liệu

2 Comments

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *