Vai trò và hoạt động của vòi phun điện tử

Gửi: 22/08/2015 - 08:15
 
 
Phun nhiên liệu trực tiếp Bosh

Hệ thống cung cấp nhiên liệu cho động cơ đốt trong là hệ thống quyết định lớn tới tính kinh tế (tiết kiệm nhiên liệu) và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Những thành tựu của ngành công nghiệp điện tử, tự động hóa và công nghệ thông tin đã nhanh chóng được áp dụng vào ngành công nghệ ôtô. Đặc biệt là trên các hệ thống động cơ đốt trong nhằm hoàn thiện quá trình cháy, tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường.

Đi tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu phát triển hệ thống phun nhiên liệu điện tử cho động cơ đốt trong sử dụng trên ôtô là hãng Bosch (Đức) từ những thập niên cuối thế kỷ trước. Đến năm 1984, người Nhật mua bản quyền của Bosch và ứng dụng hệ thống phun nhiên liệu điện tử cho các xe của Toyota. Ngày nay, hầu hết các xe ôtô du lịch trên thế giới sử dụng động cơ đốt trong đều được trang bị hệ thống phun nhiên liệu điện tử (Electronic Fuel Injection-EFI).

Vòi phun điện tử

Phun là một quá trình để cung cấp cho một động cơ đốt trong bằng cách cung cấp nhiên liệu vào buồng đốt dưới áp lực và tỉ lệ hoàn hảo. Thay thế bộ chế hòa khí tiêu tốn nhiên liệu hơn và hoàn toàn không phù hợp với tỉ lệ nén của các động cơ hiện đại, chúng đòi hỏi phải đưa nhiên liệu vào buồng đốt với áp suất lớn. Điều này dẫn đến nhu cầu phải tăng áp lực, bằng cách sử dụng một máy bơm cao áp để đưa nhiên liệu vào trong vòi phun. Nhiên liệu được tích trữ bên trong vòi phun dưới áp suất cao và chỉ được thoát ra vào xi-lanh khi van điện được mở. Xét về cách điều khiển đóng mở van điện thì có thể phân ra làm 2 loại vòi (van) phun:
- Loại hoạt động bằng điện từ (cuộn cảm solenoid) : sử dụng nam châm điện từ để đóng mở van
- Loại hoạt động bằng áp điện (piezo electric) : sử dụng đặc tính co nở của gốm tổng hợp khi có dòng điện chạy qua để đóng mở van. Hiệu quả hơn nhưng đắt tiền hơn, áp điện chỉ đươc sử dụng trong hệ thống phun xăng trực tiếp (xem thêm phía dưới).

Cả hai hệ thống van tuy có cấu tạo cơ khí nhưng hoàn toàn được điều khiển bằng máy tính điện tử.

Vòi phun nhiên liệu
Vòi phun nhiên liệu

Đây là một vòi phun, nó nhận nhiên liệu áp suất cao và giải phóng vào động cơ (trực tiếp hoặc gián tiếp) tương tự một động cơ phản lực siêu nhỏ. Đây là lý do tại sao một hạt bụi bẩn nhỏ nhất cũng có thể làm nó tắc nghẽn Chúng ta đang làm việc với ngành cơ khí với độ chính xác rất cao

Hoạt động của vòi phun nhiên liệu
Hoạt động của vòi phun nhiên liệu

Injector Casting : Khuôn của vòi phun

Solenoid On : Cuộn cảm có dòng điện chạy qua

Pressurised Fuel : Nhiên liệu bơm vào dưới áp suất cao (từ bơm tăng áp)

Solenoid Off : Cuộn cảm không điện

Fuel Filter : Bộ lọc nhiên liệu

Plunger : Pit tông - nam châm điện

Electrical Attachment : Bộ nối với hệ thống điện

Valve Spring : Lò xo van

Spray Tip : Kim phun

Hệ thống phun nhiên liệu trên Renault
Hệ thống phun nhiên liệu trên Renault

Các vòi phun 1.5 dCi (Renault) trên một chiếc Nissan Micra

Khái niệm phun có thể được kết hợp với các khái niệm khác nhau: cơ khí, điện, trực tiếp, gián tiếp, ống phân phối ... Điều quan trọng là phải lưu ý sự khác biệt giữa các yếu tố nhất định, đặc biệt là giữa :
- Phun truyền thống và phun thông qua ống phân phối (common rail)
- Phun trực tiếp và phun gián tiếp

Sự khác biệt giữa phun trực tiếp và gián tiếp

Nó khá đơn giản, phun trực tiếp được thiết kế sao cho vòi phun nhiên liệu trực tiếp vào xi-lanh. Ngược lại, phun gián tiếp bơm nhiên liệu vào thượng nguồn của xi lanh, nghĩa là vào trong khoang chứa nằm trước xúp páp hút, hỗn hợp không khí và nhiên liệu được trộn đều trước khi xúp páp mở ra để hút nhiên liệu vào buồng đốt (xy lanh). Đối với máy dầu thì khoang chứa là bộ phận biệt lập khỏi đường ống nạp không khí nhưng vẫn được kết nối với xi lanh. Vì vậy, có nhiều cách để phun gián tiếp, tùy vào động cơ xăng hay diesel.

Phun nhiên liệu trực tiếp và gián tiếp
Phun nhiên liệu trực tiếp và gián tiếp

Bên trái : phun nhiên liệu gián tiếp, hỗn hợp nhiên liệu và không khí hòa trộn trong khoang chứa trước khi được đưa vào buồng đốt

Bên phải : phun nhiên liệu trực tiếp, nhiên liệu được phun trực tiếp vào buồng đốt

Sự khác nhau giữa phun qua ống phân phối (common rail) và phun truyền thống

Phun truyền thống là hệ thống mà bơm phun gắn liền với từng vòi phun. Do đó các bơm này có vai trò cung cấp nhiên liệu áp suất cao đến các đầu phun ... Một hệ thống phun thông qua ống phân phối cũng tương tự, ngoại trừ việc giữa bơm phun và vòi phun có một ống phân phối. Đó là một loại buồng chứa, nơi nhiên liệu được tích lũy dưới áp lực lớn cung cấp bởi bơm tăng áp.

Phun nhiên liệu thông qua ống phân phối
Phun nhiên liệu thông qua ống phân phối

Hệ thống bơm, ống phân phối với vòi phun nhiên liêu.

Bên dưới là hình thực tế ống phân phối (common rail) của 1 chiếc Mazda

Hệ thống tích hợp bơm-vòi phun của Volkswagen

Volkswagen sử dụng một hệ thống riêng biệt trong vòng vài năm nhưng cuối cùng đã bị hủy bỏ. Thay vì có một máy bơm chung cho tất cả các vòi phun, họ đã quyết định thiết kế mỗi vòi phun có một máy bơm nhỏ riêng. Hiệu suất được tăng lên rõ rệt nhưng ngược lại đã làm mất đi sự thoải mái của người ngồi do động cơ trở nên quá căng và nhạy, gây hiện tượng giật cục mỗi khi tăng tốc. Ngoài ra, hệ thống này cũng đắt hơn bởi mỗi vòi phun phải đi kèm với một máy bơm nhỏ.

Vòi phun nhiên liệu của Volkswagen
Vòi phun nhiên liệu của Volkswagen

Toàn bộ hệ thống tích hơp bơm-vòi phun của Volkswage đã được thay thế bằng hệ thống ống phân phối (common rail) vào năm 2005 ! Một nguyên nhân khác là hệ thống này không đảm bảo được tiêu chuẩn khí thải Euro 4 của Châu Âu.

Tại sao máy tính kiểm soát quá trình phun ?

Lợi thế của việc kiểm soát các vòi phun bằng máy tính điện tử là có thể điều khiển hoạt động của chúng trong từng bối cảnh khác nhau. Tùy theo điều kiện nhiệt độ / không khí, mức độ nóng động cơ, độ sâu của chân ga, tốc độ động cơ ... quá trình phun sẽ không được thực hiện một cách giống nhau. Tất nhiên là để làm được điều đó thì cần có những cảm biến cần thiết để "quét" hiện trạng các bộ phận (nhiệt độ, cảm biến bàn đạp vv ..) cũng như cần một máy tính điện tử để thu thập, xử lý và ra quyết định dựa trên tất cả các dữ liệu này.

Hệ thống điều khiển điện tử của quá trình phun nhiên liệu
Hệ thống điều khiển điện tử của quá trình phun nhiên liệu

ECU (Engine Control Unit) : Máy tính điện tử trung tâm

Injector : Vòi phun

Fuel tank: Bình nhiên liệu

Sensors : Cảm biến

Fuel pump : Bơm nhiên liệu từ bình nhiên liệu

E/G Rpm : Vị trí / tốc độ trục khuỷu

Fuel filter : Bộ lọc nhiên liệu

E/G Pace : Vị trí / tốc độ trục cam

High pressure pump : Bơm cao áp

Accelerator : Vị trí bàn đạp ga

Common Rail : Ống phân phối

Air booster : Áp suất không khí

Rail Pressure Sensor : Cảm biến áp suất nhiên liệu

Air Temp : Nhiệt độ không khí

Fuel Pressure Regulator : Bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu

Coolant Temp : Nhiệt độ nước làm mát

Mức tiêu thụ nhiên liệu được giảm đáng kể

Như một hệ quả trực tiếp từ sự chính xác của các vòi phun, giờ đây đã không còn hiện tượng lãng phí nhiên liệu, kết quả là mức tiêu thụ của động cơ đã được giảm đi rõ rệt. Một lợi thế khác là sự hiện diện của bướm ga đã điều tiết hợp lý không khí nạp, làm hạ nhiệt độ động cơ và vì thế làm tăng công suất và hiệu suất. Tuy nhiên, với độ phức tạp cao, quy trình phun điện tử vẫn phải đối mặt với một số khó khăn mà không phải không có hậu quả. Thứ nhất là nhiên liệu phải có chất lượng tốt để tránh gây thiệt hại (tạp chất có thể bị mắc kẹt trong các ống dẫn tí hon). Áp lực cao hoặc các vòi phun không kín cũng có thể là nguyên nhân của của hỏng hóc.

Bình luận

DianaSchulz gửi vào
Đánh bật những mảng bám trên răng một cách hiệu quả, ngăn ngừa bệnh sâu răng. Giúp răng và nướu chắc khỏe. Đem lại hơi thở thơm mát và dễ chịu. Denta Seal kem làm trắng răng tại nhà giúp loại bỏ các thương tổn và lấp đầy các vết nứt siêu nhỏ trên bề mặt men răng. Không chứa flo, không tác dụng phụ, không chống chỉ định. <a href=https://kemdahn.com/smoke-out/>https://kemdahn.com/smoke-out/</a> Kem nên áp dụng mỗi ngày, 30 phút trước khi quan hệ tình dục, nhưng hiệu quả hơn là làm trong sự cương cứng tốt hơn. Các ứng dụng trình này cần phải được thực hiện với phong trào chảy về phía trước. Để thấy được kết quả, nó là cần thiết để sử dụng một gel, ít nhất là 2 tuần. Trước khi tôi bắt đầu sử dụng đầm Maxisize lớn tôi sống trong sự không chắc chắn về kết quả tích cực, tôi đọc trên diễn đàn và thấy một bức ảnh của các kết quả của các ứng dụng nghiên cứu và tìm điểm của khách hàng trong nhà thuốc, các mặt hàng tương tự.

Trang

Viết bình luận

CAPTCHA
Câu hỏi kiểm tra bạn không phải là robot gửi spam