Hệ thống điều khiển phun nhiên liệu đóng vai trò then chốt trong việc tối ưu hóa quá trình đốt cháy của động cơ. Quyết định đến hiệu suất, khả năng tiết kiệm nhiên liệu và mức độ phát thải. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ về cấu tạo, nguyên lý hoạt động cùng các loại hệ thống phun nhiên liệu đang được ứng dụng phổ biến trên các dòng xe hiện nay. 

Hệ thống điều khiển phun nhiên liệu là gì?

Đây tập hợp các thiết bị và cơ cấu có nhiệm vụ điều khiển quá trình phun nhiên liệu vào buồng đốt của động cơ. Hệ thống này đã thay thế cho bộ chế hòa khí truyền thống. Mang lại hiệu suất cao hơn và khả năng kiểm soát phát thải tốt hơn.

Điều khiển phun nhiên liệu hoạt động dựa trên sự phối hợp của nhiều cảm biến, bộ điều khiển điện tử (ECU) và các cơ cấu chấp hành. Hệ thống thu thập dữ liệu từ nhiều cảm biến khác nhau. Và xử lý thông tin và đưa ra mệnh lệnh cho các vòi phun để phun nhiên liệu với lượng chính xác vào thời điểm tối ưu.

Vai trò của hệ thống điều khiển phun nhiên liệu

Hệ thống điều khiển phun nhiên liệu đóng vai trò cốt lõi trong việc kiểm soát quá trình đốt cháy nhiên liệu trong động cơ, đảm bảo hiệu suất, tiết kiệm và giảm phát thải khí độc hại ra môi trường. Dưới đây là những vai trò chính:

– Kiểm soát chính xác lượng nhiên liệu phun vào động cơ

– Tối ưu hóa tỷ lệ hòa trộn giữa nhiên liệu và không khí

– Nâng cao hiệu suất đốt cháy, giảm tiêu hao nhiên liệu

– Giảm thiểu lượng khí thải độc hại ra môi trường

– Đảm bảo động cơ vận hành ổn định ở mọi chế độ làm việc

Cấu tạo của hệ thống điều khiển phun nhiên liệu

Hệ thống điều khiển phun nhiên liệu hiện đại thường được điều khiển bằng điện tử (Electronic Fuel Injection – EFI). Nhằm kiểm soát chính xác lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt theo thời gian thực. Cấu tạo hệ thống này bao gồm nhiều bộ phận liên kết chặt chẽ với nhau, dưới đây là các thành phần chính:

Bộ điều khiển điện tử (ECU)

Bộ điều khiển điện tử là “bộ não” của hệ thống, có nhiệm vụ xử lý tín hiệu từ các cảm biến và đưa ra mệnh lệnh cho các cơ cấu chấp hành. ECU được lập trình với các thuật toán phức tạp để tính toán lượng nhiên liệu cần phun, thời điểm phun và thời gian phun dựa trên các điều kiện vận hành của động cơ.

Hệ thống cảm biến

Các cảm biến đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập thông tin chính xác. Mỗi cảm biến có một vai trò khác nhau:

– Cảm biến lưu lượng/khối lượng không khí (MAF/MAP): Đo lượng không khí đi vào động cơ

– Cảm biến vị trí bướm ga (TPS): Xác định mức độ mở của bướm ga

– Cảm biến oxy (O2): Đo lượng oxy trong khí thải để điều chỉnh tỷ lệ hòa khí

– Cảm biến nhiệt độ nước làm mát: Giúp điều chỉnh phun nhiên liệu theo nhiệt độ động cơ

– Cảm biến vị trí trục khuỷu và trục cam: Xác định thời điểm phun nhiên liệu

Vòi phun nhiên liệu (Injector)

Vòi phun là thiết bị thực hiện mệnh lệnh từ ECU để phun nhiên liệu vào động cơ. Các vòi phun hiện đại có khả năng điều khiển phun nhiên liệu với độ chính xác cao, có thể phun dưới dạng sương mù mịn để tăng hiệu quả đốt cháy.

Hệ thống cung cấp nhiên liệu

Bao gồm bơm nhiên liệu, đường ống và bộ điều áp có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu với áp suất ổn định cho các vòi phun. Áp suất nhiên liệu là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng phun.

Các loại hệ thống điều khiển phun nhiên liệu phổ biến

Hiện nay có nhiều loại hệ thống được sử dụng trên các dòng xe khác nhau:

Hệ thống phun xăng điện tử (EFI)

Hệ thống phun xăng điện tử là loại phổ biến nhất trên các xe động cơ xăng hiện nay. Tùy vào vị trí phun, hệ thống này được chia thành:

– Phun gián tiếp (Multi-Point Injection – MPI): Nhiên liệu được phun vào đường nạp trước khi vào xi-lanh. Hệ thống này đơn giản, chi phí thấp và phù hợp với nhiều loại động cơ.

– Phun trực tiếp (Direct Injection – GDI/TSI/TFSI): Nhiên liệu được phun trực tiếp vào buồng đốt. Hệ thống này mang lại hiệu suất cao hơn, tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn nhưng có cấu tạo phức tạp và chi phí cao hơn.

Hệ thống phun diesel điện tử

Đối với động cơ diesel, các hệ thống chính bao gồm:

– Hệ thống Common Rail: Sử dụng thanh nhiên liệu chung áp suất cao, cho phép kiểm soát chính xác áp suất phun và thời điểm phun. Đây là công nghệ phổ biến nhất hiện nay trên các xe diesel hiện đại.

– Hệ thống bơm phun (Unit Injector): Mỗi xi-lanh có một bơm phun riêng, được điều khiển bởi ECU.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển phun nhiên liệu

Hệ thống hoạt động theo quy trình cơ bản sau:

1. Các cảm biến thu thập thông tin về điều kiện vận hành của động cơ (tốc độ, nhiệt độ, tải trọng…)

2. ECU xử lý thông tin từ cảm biến và tính toán lượng nhiên liệu cần phun

3. ECU gửi tín hiệu điều khiển đến các vòi phun

4, Vòi phun mở ra theo thời gian chính xác và phun lượng nhiên liệu đã được tính toán

Quá trình này diễn ra liên tục và được điều chỉnh hàng nghìn lần mỗi phút để đảm bảo động cơ vận hành ở trạng thái tối ưu.

6. Bảo dưỡng hệ thống điều khiển phun nhiên liệu

Để đảm bảo hệ thống hoạt động tốt, người dùng cần:

– Sử dụng nhiên liệu đúng tiêu chuẩn để tránh tắc nghẽn vòi phun

– Thay thế lọc nhiên liệu theo đúng chu kỳ bảo dưỡng

– Kiểm tra và làm sạch vòi phun định kỳ

– Sử dụng phụ gia làm sạch hệ thống nhiên liệu khi cần thiết

– Kiểm tra hệ thống cảm biến thường xuyên

Hệ thống điều khiển phun nhiên liệu là một trong những thành phần quan trọng nhất của động cơ hiện đại. Sự phát triển của công nghệ điều khiển phun nhiên liệu đã góp phần quan trọng vào việc nâng cao hiệu suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu và đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải ngày càng khắt khe.

Hiểu rõ về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống này không chỉ giúp người dùng sử dụng xe hiệu quả hơn mà còn có thể chủ động phát hiện và xử lý các vấn đề phát sinh trong quá trình vận hành. Truy cập ngay website  www.madinchem.com để cập nhật các bài viết hữu ích khác.