Nhiệm vụ của hệ thống phun xăng

Các hệ thống phun xăng có nhiệm vụ phun nhiên liệu dạng sương tinh vào không khí nạp. Lượng hòa khí và tỷ lệ hỗn hợp phải được điều chỉnh chính xác tương ứng với mỗi chế độ vận hành của động cơ.

Hệ thống phun xăng sử dụng bơm nhiên liệu để tạo áp suất và vòi phun để phun nhiên liệu ở dạng sương tinh vào không khí nạp. Nhờ đó, làm tăng diện tích bề mặt hóa hơi của nhiên liệu. Vì vậy, nhiên liệu hóa hơi nhanh hơn, giúp hòa trộn với không khí tốt hơn, làm cháy hết hoàn toàn và ít phát thải ô nhiễm.

Trong trường hợp phun nhiên liệu gián tiếp (hòa khí hình thành bên ngoài buồng đốt), vòi phun được đặt sao cho nhiên liệu được phun vào đường ống nạp hoặc vào khung của van bướm ga. Đối với trường hợp phun nhiên liệu trực tiếp (hòa khí được hình thành bên trong buồng đốt), vòi phun được đặt sao cho nhiên liệu được phun vào buồng đốt.

Bộ điều chỉnh điện tử của hệ thống điều chỉnh tối ưu tỷ lệ hòa khí (qualitative) và lượng hòa khi được tạo ra (quantitative) tương ứng với chế độ vận hành của động cơ.

Hệ thống phun xăng phải đạt được những mục tiêu sau:

• Mô-men xoắn của động cơ lớn
• Công suất động cơ lớn
• Các đặc tuyến tính năng vận hành của động cơ tốt
• Ít tiêu thụ nhiên liệu
• Ít phát thải ô nhiễm

Phân loại kỹ thuật phun xăng

Phun xăng gián tiếp

Đối với kỹ thuật phun xăng này, nhiên liệu và không khí được bắt đầu hòa trộn ngoài buồng đốt. Trong kỳ nạp và kỳ nén, một hỗn hợp không khí nhiên liệu đồng nhất được hình thành và phân bố đều khắp nơi trong buồng đốt.

Người ta phân biệt:

• Phun xăng đơn điểm: (SPI = Single point injection)
• Phun xăng đa điểm: (MPI = Multi point injection)

Phun xăng đơn điểm: Trong trường hợp này, nhiên liệu được phun trung tâm vào khoang van bướm ga ngay trước van bướm ga. Nhiên liệu được hóa sương khi qua khe mở của van bướm ga và bay hơi ở thành nóng của đường ống nạp hay ở các bộ gia nhiệt phụ để cải thiện khả năng hòa trộn không khí – nhiên liệu. Do chiều dài và đường đi của các nhánh đường ống nạp khác nhau nên nhiên liệu không được phân bổ đều cho tất cả các xy-lanh. Các xoáy lốc và nhiên liệu ngưng tụ thành màng mỏng ở thành ống nạp, nhất là khi động cơ còn lạnh, làm cho tỷ lệ hòa khí không đồng đều. Điều này tác động xấu đến sự hình thành hòa khí. Hệ thống phun xăng đơn điểm có cấu tạo đơn giản hơn nhiều so với hệ thống phun xăng đa điểm.

Phun xăng đa điểm: Mỗi xy-lanh được bố trí một van phun. Các van phun này được gắn ở đường ống nạp, thường ở trước các xu-páp nạp. Nhờ đó, khoảng cách từ vị trí phun đến miệng để xu-páp dài bằng nhau và hòa khí được phân bổ đồng đều giữa các xy-lanh. Vòi phun đặt gần xu-páp nạp giúp giảm bớt nhiên liệu bị đóng màng trên thành ống nạp khi động cơ lạnh và giảm sự hình thành các khí thải độc hại.

Phun xăng trực tiếp

Hệ thống phun xăng trực tiếp luôn là hệ thống phun xăng đa điểm. Nhiên liệu được phun trực tiếp vào buồng đốt dưới áp suất cao (lên đến 120 bar) từ các vòi phun được điều khiển bằng điện (hòa khí được hình thành bên trong). Sau đó, nhiên liệu sẽ hòa trộn với không khí thành một hỗn hợp đồng nhất hoặc không đồng nhất tùy theo cấu tạo và chế độ vận hành của động cơ.

Kỹ thuật phun xăng trực tiếp tránh được các nhược điểm như nhiên liệu bị đóng màng ở thành ống hoặc phân phối nhiên liệu không đồng đều. Tuy nhiên, phương pháp này đặt ra những yêu cầu rất cao cho việc điều chỉnh điện tử của hệ thống phun nhiên liệu.

Điều khiển mở van phun nhiên liệu

Van phun nhiên liệu được mở bằng thủy lực qua áp suất nhiên liệu hay bằng lực điện từ.

Kỹ thuật phun liên tục: Áp suất nhiên liệu làm mở các van phun và giữ trạng thái mở trong suốt quá trình động cơ vận hành. Do vậy, nhiên liệu được phun không ngừng (liên tục). Lưu lượng nhiên liệu được điều chỉnh bằng cách thay đổi áp suất hệ thống.

Kỹ thuật phun gián đoạn: Các van phun được mở bằng lực điện từ và đóng lại sau khi cung cấp đủ lượng nhiên liệu đã tính toán theo yêu cầu. Do đó, các van phun chỉ được mở tạm thời (gián đoạn). Lượng nhiên liệu được điều chỉnh bằng cách thay đổi thời gian mở các van phun.

Tùy theo tín hiệu mở van phun từ ECU, kỹ thuật phun gián đoạn được phân biệt ra 4 loại:

• Phun đồng loạt
• Phun từng nhóm
• Phun tuần tự
• Phun riêng rẽ từng xy-lanh

Kiểu hệ thống	Hệ thống phun đơn điểm	Hệ thống L-Jetronic	Hệ thống LH-Jetronic	Hệ thống phun dựa trên áp suất đường ống nạp	Hệ thống phun trực tiếp
Dấu hiệu đặc trưng bên ngoài	Bộ phun xăng đơn điểm	Ống phân phối với van phun điện và			Bơm nhiên liệu cao áp, cảm biến áp suất và bộ chỉnh áp
		Bộ đo lưu lượng không khí nạp	Bộ đo lưu lượng không khí nạp	Cảm biến áp suất đường ống nạp
Kiểu phun	Phun gián tiếp				Phun trực tiếp
Vị trí phun	Trước van bướm ga	Trước xu-páp nạp			Trong xy-lanh
Số van phun	Một van phun – Một điểm phun	Tùy theo số xy-lanh, phun đa điểm			Tương ứng với số xy-lanh
Kiểu phun gián đoạn	Phun theo xung nhịp	Phun đồng loạt hoặc từng nhóm	Phun tuần tự hoặc riêng lẻ từng xy-lanh	Phun tuần tự	Riêng rẽ từng xy-lanh
Các đại lượng điều khiển chính	Góc mở van bướm ga Vòng tua	Lưu lượng không khí nạp Vòng tua	Khối lượng không khí nạp Vòng tua	Áp suất đường ống nạp Vòng tua	Yêu cầu về mô-men xoắn (khối lượng không khí nạp, vòng tua)

Xem thêm:

• Phun xăng điện tử (Phần 1: Nguyên lý cơ bản)
• Phun xăng điện tử (Phần 2: Thiết kế và chức năng)
• Phun xăng điện tử (Phần 3: Phun xăng đơn điểm)
• Phun xăng điện tử (Phần 4: Phun xăng gián tiếp LH – Motronic)
• Phun xăng điện tử (Phần 5: Phun xăng gián tiếp ME – Motronic)
• Phun xăng điện tử (Phần 6: Phun xăng trực tiếp MED – Motronic)
• Phun xăng điện tử (Phần 7: Phun xăng kép)