Phun xăng điện tử là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và tác dụng

Hệ thống phun xăng điện tử được sử dụng phổ biến phổ biến trên các dòng xe oto hiện nay nhằm tiết kiệm nhiên liệu, giúp động cơ máy vận hành êm ái hơn cũng như giảm lượng khí thải ra ngoài môi trường. Vậy phun xăng điện tử là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử như thế nào? Hãy cùng cửa hàng phụ tùng Kim Thành tìm hiểu các các thông tin liên quan đến phun xăng điện tử qua bài viết dưới đây.

Phun xăng điện tử là gì?

Từ những năm 1970, các quy định về khí thải và vấn đề bảo vệ môi trường được quy định một cách nghiêm ngặt và chặt chẽ hơn. Vì vậy, các hệ thống xử lý khí thải, giảm phát thải và tiết kiệm nhiên liệu bắt đầu được đưa vào sử dụng và phổ biến đến tận ngày nay. Nổi bật nhất trong thời điểm đó là hệ thống phun xăng điện tử được sử dụng phổ biến trên xe hơi vào cuối những năm 1980.

Hệ thống phun xăng điện tử có tên gọi tiếng anh là Electronic Fuel Injection hay Fuel Injection (EFI hay FI) là một hệ thống hòa khí mới được sử dụng trên xe máy. Xe sử dụng hệ thống phun xăng điện tử sẽ không phải sử dụng bộ chế hòa khí. Hệ thống phun xăng điện tử ra đời nhằm mục đích tối ưu hóa tỷ suất nhiên liệu và không khí đi vào động cơ, thay thế sửa chữa cho bộ chế hòa khí( bình xăng con).

Nhiệm vụ của hệ thống phun xăng điện tử dựa trên nguyên tắc điều chỉnh và kiểm soát lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt với một tốc độ vừa đủ để tránh lãng phí nhiên liệu đồng thời giúp động cơ hoạt động một cách trơn tru và êm ái hơn.

Cấu tạo của hệ thống phun xăng điện tử

Hệ thống phun xăng điện tử có 3 bộ phận chính bao gồm:

Cảm biến

Cảm biến là một trong những bộ phận không thể thiếu trong hệ thống phun xăng điện tử. Thiết bị này được lắp ráp ở nhiều vị trí khác nhau của động cơ có chức năng thu thập và tích lũy số liệu và truyền thông tin của số liệu đó về bộ phận điều khiển và tinh chỉnh ECU. Sau đó bộ phận ECU sẽ tiếp nhận, tổng hợp và nghiên cứu thông tin và đưa ra những phương pháp xử lý.

Tóm lại, các cảm biến trong hệ thống phun xăng điện tử có chức năng chính là gửi thông tin đến ECU. Các loại cảm biến trong hệ thống phun xăng điện tử bao gồm:

• Cảm biến nhiệt độ động cơ
• Cảm biến nhiệt độ cửa vào
• Cảm biến nhiệt độ khí thải
• Cảm biến tốc độ động cơ
• Cảm biến vị trí bướm ga
• Đầu dò có trách nhiệm đo nồng độ nhiên liệu trong hỗn hợp nhiên liệu/ không khí

Bộ điều khiển điện tử

Bộ điều khiển và tinh chỉnh điện tử trung tâm ECU chính là “cơ quan đầu não” điều khiển mọi hoạt động của mạng lưới hệ thống phun xăng điện tử. Bộ phận này chịu trách nhiệm tiếp nhận toàn bộ thông tin từ bộ phận cảm biến, sau đó sẽ tổng hợp, xử lý và truyền thông tin đến các kim phun nguyên liệu. Lúc này, việc phun xăng sẽ được triển khai một cách chính xác với tỷ suất vừa đủ, tiết kiệm chi phí cũng như giúp động cơ hoạt động một cách trơn tru và êm ái.

Bộ phận bơm phun nhiên liệu

Bộ phận bơm phun nhiên liệu thực hiện nhiệm vụ cuối cùng là nhận lệnh từ bộ điều khiển và tinh chỉnh và bơm nguyên liệu tới các buồng đốt. Bộ phận này bao gồm có kim phun, vòi phun. Đây cũng là một trong những bộ phận dễ hư hỏng dẫn đến lỗi phun xăng điện tử. Vì vậy cần được kiểm tra thường xuyên và thay thế kịp thời nếu xảy ra hỏng hóc nhằm đảm bảo hệ thống điện tử hoạt động một cách bình thường và đạt hiệu quả.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử

Nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử dựa trên sự kết hợp tuyệt đối của tất cả các bộ phận với nhau. Hệ thống phun xăng điện tử hoạt động theo nguyên lý sử dụng mạng lưới hệ thống điều khiển và tinh chỉnh điện tử. Lúc này, hệ thống sẽ can thiệp và điều chỉnh vào quy trình phun nguyên vật liệu vào các buồng đốt của động cơ.

Khi khởi động xe, bộ phận điều khiển và tinh chỉnh (ECU) sẽ ngay lập tức quét từng cảm biến để xác định chức năng hoạt động của chúng. Đèn “ Check Engine ” hoặc Đèn “Service Engine Soon” trên bảng tinh chỉnh và điều khiển bật sáng trong quá trình quét và tắt khi toàn bộ những cảm ứng hoạt động vận hành.

Các cảm biến liên tục phát hiện những giá trị của nhiều thông số kỹ thuật như nhiệt độ không khí, áp suất không khí, tỷ lệ không khí,  áp suất nguyên vật liệu, nhiệt độ nguyên vật liệu, áp suất dầu, góc bướm ga, nhiệt độ khí thải, góc trục khuỷu, vòng tua động cơ, tốc độ, thời hạn,…

Sau đó, cảm biến sẽ truyền tất cả các dữ liệu này đến bộ phận điều khiển điện tử (ECU). Lúc này, ECU sẽ xử lý thông tin và tính toán được nguyên vật liệu lý tưởng mà động cơ cần sử dụng ngay tại thời điểm đó đồng thời thiết lập thời hạn mở vòi phun hợp lý nhất. Lượng nguyên vật liệu được phun vào vừa đủ để động cơ hoạt động và được tối ưu hóa thời gian nhất, giúp tiết kiệm chi phí và lượng nhiên liệu cho xe.

Có thể thấy, hệ thống phun xăng điện tử đang ngày được sử dụng phổ biến và rộng rãi ở hầu hết các dòng xe khác nhau giúp tối ưu chi phí cũng như nguyên vật liệu sử dụng.

Phân loại các hệ thống phun xăng điện tử phổ biến hiện nay

Phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động mà hệ thống phun xăng điện tử được chia làm các loại sau:

Hệ thống phun xăng điện tử đơn điểm (SPI)

Hệ thống phun xăng điện tử ôtô này chỉ dùng duy nhất một vòi phun trung tâm thay thế cho bộ chế hòa khí. Vòi phun này sẽ được đặt ngay trước bướm ga để sản sinh ra khí hỗn hợp trong quá trình nạp nhiên liệu.

Do đặc điểm và cấu tạo đơn giản nên hệ thống phun xăng điện tử đơn điểm này có mức giá tương đối rẻ phù hợp với những loại xe nhỏ, trọng tải thấp. Hệ thống chỉ phun một lần với số lượng lớn vì vậy toàn bộ nguyên vật liệu hòa trộn không được đồng đều.

Hệ thống phun xăng điện tử đa điểm (MPI)

Đây được coi là hệ thống ưu việt nhất trong ba hệ thống phun xăng điện tử hiện nay. Đối với hệ thống này, mỗi xi lanh sẽ được trang bị một vòi phun xăng điện tử riêng lẻ ngay trước xu-pap, vòi phun này giúp hút toàn bộ nhiên liệu vào mỗi xi lanh. Trong quá trình hoạt động, nhờ bộ phận cảm biến tự động truyền thông tin, vòi phun sẽ được tín hiệu thông tin từ góc quay trục khuỷu và có thể xác định chính xác thời điểm cần phun. Chính vì thế, hệ thống phun xăng điện tử đa điểm có thể bơm đủ và đúng lượng nguyên vật liệu cần thiết cho động cơ để hoạt động một cách mượt mà và trơn tru nhất.

Hệ thống phun xăng điện tử tuần tự

Hệ thống phun xăng điện tử tuần tự hay còn được gọi là phun nhiên liệu qua cổng tuần tự (SPFI) hoặc theo thời gian là một loại phun nhiều cổng. MPFI bao gồm nhiều kim phun nhưng tất cả chúng đều được phun nhiên liệu cùng một lúc hay theo nhóm. Việc này có thể khiến nhiên liệu ở trạng thái lửng lơ lâu nhất khoảng 150 mili giây tại thời điểm động cơ chạy không tải.

Đây cũng là một hạn chế mà các kỹ sư đã giải quyết. về mặt cơ bản, việc phun nhiên liệu tuần tự kích hoạt mỗi vòi phun riêng biệt. Hiểu đơn giản là chúng được hẹn giờ giống như bugi và phun nhiên liệu ngay trước khi hoặc khi van nạp của chúng mở ra.

Hệ thống phun xăng điện tử trực tiếp

Hệ thống phun xăng trực tiếp được hiểu đơn giản là trực tiếp phun nhiên liệu thẳng vào buồng đốt qua các van. Hệ thống này phổ biến ở các động cơ diesel và đang dần xuất hiện trong các động cơ xăng (DIG) cho phun xăng trực tiếp. Hệ thống này vẫn giữ được liều lượng nhiên liệu chính xác so với các hệ thống phun xăng khác.

Ngoài ra, hệ thống phun xăng trực tiếp còn cung cấp cho các kỹ sư một biến số bổ sung để ảnh hưởng chính xác đến cách thức đốt cháy khi xảy ra trong xi lanh. Điều này được xem xét kỹ càng hỗn hợp nhiên liệu, không khí quay xung quanh trong các xi lanh. Các động cơ đốt chạy nhẹ phát thải thấp thường sử dụng mạng lưới hệ thống phun xăng trực tiếp này.

Ưu nhược điểm của hệ thống phun xăng điện tử là gì?

Ưu điểm

Ưu điểm đầu tiên của hệ thống phun xăng điện tử phải kể đến đó là khả năng tiết kiệm nguyên vật liệu ưu việt. Với cơ chế phun tự động, bộ phận EFI cho phép nhiên liệu phun vào động cơ một cách chính xác và phù hợp với chế độ vận hành của động cơ.

Khi động cơ hoạt động ổn định, lúc này kim phun xăng sẽ có nhiệm vụ điều chỉnh lượng nhiên liệu ở mức vừa đủ theo yêu cầu vận hành của động cơ. Đồng thời, lượng hòa khí cũng được đốt cháy hoàn toàn trong các buồng để tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu một cách triệt để nhất.

Ngoài ra, hệ thống phun xăng điện tử trên ô tô cho phép phân phối lượng xăng đồng đồi mở mức lý tưởng đến từng xi lanh thông qua bộ phận cảm biến. Việc này giúp đảm bảo được sự ổn định cũng như tuổi thọ của động cơ.

Hệ thống EFI được đánh giá cao giúp tiết kiệm thời gian làm nóng động cơ ngay cả khi trong thời tiết có nhiệt độ thấp. Việc này không chỉ giúp tiết kiệm nguồn nhiên liệu mà còn là cơ sở để mô men xoắn của động cơ phát ra lớn hơn giúp quá trình khởi động diễn ra nhanh chóng hơn.

Nhược điểm

Với khả năng điều phối lượng xăng vào buồng đốt tối ưu và khả năng cảm biến đòi hỏi hệ thống phun xăng điện tử cần được thiết kế với cấu tạo phức tạp gồm nhiều linh kiện khác nhau. Dẫn đến chi phí bảo dưỡng cũng như sửa chữa các phụ tùng xe máy liên quan cao hơn so với các hệ thống đơn giản khác.

Xem thêm: Top 5 phụ tùng cần thay thế định kỳ khi bảo dưỡng xe máy

Bên cạnh đó, việc sử dụng hệ thống phun xăng EFI đòi hỏi khắt khe hơn về đầu vào nguyên vật liệu. Nếu nguồn xăng bị pha trộn, nhiễm tạp chất và không đảm bảo chất lượng sẽ gây tắc nghẽn đến quá trình phun xăng tới các xi lanh. Ngoài ra, cảm biến thuộc hệ thống phun xăng điện tử nên nhiều khi vẫn sẽ có những sai số về tín hiệu ảnh hưởng đến quá trình cung cấp nhiên liệu cho xe vận hành.

Đối với những hạn chế của hệ thống phun xăng điện tử vẫn có thể khắc phục được bằng việc bạn nên thực hiện kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ để động cơ xe có thể vận hành một cách tối ưu và hiệu quả nhất.

Trên đây là toàn bộ những thông tin hữu ích cũng như các ưu nhược điểm về phun xăng điện tử là gì mà chúng tôi muốn chia sẻ đến bạn. Hy vọng qua bài viết này, Bạn sẽ nắm rõ hơn về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của phun xăng điện tử để có những cách xử lý hiệu quả với động cơ máy vận hành.