Phân Biệt Hệ Thống Phun Xăng Trực Tiếp GDI Và Phun Xăng điện Tử EFI

3.3/5 - (3 votes)

Ngày nay, khi sản xuất một chiếc xe ô tô đời mới thì điều đâu tiên các hẵng xe đều nhắm đến là tăng công suất, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu khí xả độc hại vào môi trường. Chính vì vây, lần lượt các công nghệ như hệ thống phun xăng điện tử EFI rồi phun xăng trực tiếp GDI ra đời thay thế hoàn toàn cho bộ chế hòa khí.

Tuy nhiên, chắc hẳn nhiều người chỉ mới nghe tên thôi, còn chi tiết về 2 công nghệ này như thế nào? hẳn không có nhiều người biết. Chính vì vậy, ở bài viết hôm nay xeoto24 sẽ giúp bạn đọc hiểu và phân biệt được 2 hệ thống phun xăng được sử dụng phổ biến hiện nay.

Xem thêm: Nên mua xe nào chạy Uber

Nội Dung

Toggle

• Hệ thống phun xăng trực tiếp GDI là gì?
• Chi tiết về cấu tạo hệ thống phun xăng trực tiếp GDI:
  • Phần thấp áp:
  • Cấu tạo phần cao áp:
• Nguyên lý làm việc của hệ thống phun xăng trực tiếp GDI:
• Hệ thống phun xăng điện tử EFI là gì?
• Phân loại hệ thống phun xăng điện tử EFI:
• Cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử:
• Nguyên lý làm việc của hệ thống phun xăng điện tử EFI:
• Điểm khác biệt giữa 2 hệ thống phun xăng:
  • Khác nhau về cấu tạo:
  • Khác nhau về Sức mạnh công suất:

Hệ thống phun xăng trực tiếp GDI là gì?

Động cơ phun xăng trực tiếp GDI (Viết tắt của: Gasoline Direct Injection) – có nghĩa là phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt động cơ. Công nghệ này hiện nay không còn xa lạ trên các động cơ ô tô ngày nay, vì đã đã được giới thiệu vào năm 1925 trên động cơ Hesselman giành cho máy bay.

Tiếp sau đó, trong những năm 50, Mercedes cũng đã ứng dụng công nghệ này trên chiếc xe Mercedes Benz Gullwing (1953), những động cơ phun xăng trực tiếp khi đó chắc chắn sẽ không giống với GDI hiện tại nhưng có thể nói tất cả đã tạo nên nền tảng cho công nghệ phun xăng trực tiếp GDI sau này.

Chi tiết về cấu tạo hệ thống phun xăng trực tiếp GDI:

Về cấu tạo, hệ thống phung xăng trực tiếp GDI có 2 phần chính đó là:

• Phần thấp áp
• Phần cao áp

Phần thấp áp:

Phần hệ thống thấp áp hoàn toàn giống với hệ thống phun xăng đa điểm MPI thông thường: gồm có bơm xăng, lọc xăng, van điều áp, tất cả được đặt trong thùng xăng. Xăng được bơm hút qua lọc thô, lọc tinh theo đường ống nhiên liệu dẫn đến bơm cao áp

Áp suất nhiên liệu thấp áp: từ 4.5 – 6 kg/cm2 tùy theo xe, nhìn chung áp suất này cao hơn áp suất của hệ thống phun xăng đa điểm MPI thông thường nhằm duy trì sự mạnh và ổn định lên bơm cao áp

Cấu tạo phần cao áp:

Nếu như phần áp suất thấp áp gần giống với hệ thống MPI thì sự khác biệt ở đây chủ yếu là bên phần áp suất cao áp gồm có bơm cao áp, ống rail, cảm biến áp suất ống rail và kim phun.

Chức năng bơm cao áp là gì?

Bơm cao áp có nhiệm vụ nén nhiên liệu áp suất thấp từ bơm xăng lên thành nhiên liệu có áp suất cao để tích trữ trong ống rail.

Nhờ có cảm biến áp suất ống rail mà ECU nhận biết được áp suất thực tế trong ống rail là bao nhiêu để điều chỉnh van FPRV (Fuel Pressure Regular Valve: van điều áp) trên bơm cao áp. Sau đó ECM sẽ điều khiển kim phun nhiên liệu phun dưới áp suất cao vào buồng đốt động cơ.

Bơm cao áp được dẫn động bởi trục cam, do đó bơm được đặt trên nắp giàn cò và tiếp xúc với vấu cam trục cam. Thường thì bơm này được dẫn động bởi 2, 3, hoặc 4 vấu cam. Một số động cơ dạng chữ V có thể có tới 2 bơm cao áp (mỗi dãy 1 bơm). Van điều chỉnh áp suất nhiên liệu FPRV: Trên bơm có một van solenoid điều khiển điện, thường gọi là van điều chỉnh áp suất nhiên liệu FPRV (Fuel Pressure Regular Valve) (tên gọi này đối với hãng Hyundai, Kia, đối với các hãng khác có thể có tên khác nhau), van này nhìn chung chức năng giống như van SCV (Suction Control Valve) trên động cơ phun dầu điện tử.

Xem thêm: Hộp số vô cấp CVT là gì?

Van có 2 dây được điều khiển từ hộp ECM động cơ theo dạng điều chế độ rộng xung. Nếu van mở càng nhiều, lượng dầu đi qua sẽ càng nhiều dẫn đến áp suất nhiên liệu tăng cao và ngược lại. Van này thường được kiểm tra bằng cách đo điện trở nằm trong khoảng 0.5 ôm kết hợp với việc kích hoạt trên máy chẩn đoán, khi bạn kích họat, van di chuyển và có nghe tiếng click có nghĩa là van vẫn còn hoạt động. Áp suất phun bao nhiêu là đủ: Về phần áp suất mà bơm cao áp này tạo ra sẽ có mức áp suất khác nhau tùy từng loại bơm và từng loại xe: Một điều nhận thấy rằng, áp suất buồng đốt của động cơ GDI cao hơn động cơ MPI, nếu động cơ MPI thông thường có áp suất buồng đốt khoảng từ 9 – 13 bar thì đối với động cơ GDI: muốn thắng được áp suất buồng đốt thì áp suất phun phải cao hơn rất nhiều thông thường từ 35 kg/cm2 ở tốc độ không tải đến cao nhất khoảng 160 kg/cm2.

Cảm biến áp suất ống rail FPS:

Cảm biến áp suất ống rail FPS (Fuel Pressure Sensor) thường được gắn ở đầu ống rail dùng để đo áp suất nhiên liệu thực tế ở bên trong ống rail gửi tín hiệu về ECM dưới dạng điện áp. Cảm biến áp suất ống rail có 3 dây: 1 dây dương 5V lấy từ hộp, 1 dây mass hộp và 1 dây tín hiêu đưa về hộp

Chức năng chính của cảm biến áp suất ống rail FPS:

ECM dựa vào tín hiệu này để điều khiển lượng phun nhiên liệu vào trong buồng đốt động cơ Điều khiển van FPRV như đã nói ở trên tùy thuộc vào từng chế độ hoạt động của động cơ Giám sát van FPRV có hoạt động tốt hay không. Các đường ống cao áp và ống rail

Tất cả các đường ống này đều được làm từ thép hợp kim không gỉ chống ăn mòn về hóa học. Ống rail hay bên ngoài hay còn gọi là ống sáo, thuật ngữ rail này lấy từ hệ thống phun dầu điện tử Common Rail vì hình dạng của nó tương tự bên hệ thống phun dầu và nhiệm vụ cũng là để tích trữ nhiên liệu áp suất cao từ bơm cao áp lên.

Kim phun

Một chi tiết cực kỳ quan trọng trong hệ thống này là kim phun. Không giống như động cơ phun xăng thông thường, kim phun GDI được thiết kế với độ chính xác và phun áp suất cao hơn rất nhiều

Nếu như động cơ phun xăng đa điểm MPI, kim phun phun vào trước đường ống nạp thì động cơ GDI, kim phun phun thẳng trực tiếp vào trong buồng đốt của động cơ giống như động cơ Diesel

Ở động cơ MPI, kim phun được cấp nguồn dương sẵn 12V và được điều khiển mass. Còn trên GDI cả hai dây của kim phun đều được điều khiển bởi hộp ECM

Hiện nay kim phun GDI có hai loại: bằng cuộn từ và bằng Piezo. Tuy nhiên do Piezo là kim phun loại mới hơn cho nên độ phổ biến không bằng loại bằng cuộn từ.

Đối với loại kim bằng cuộn từ điện áp mở kim khoảng từ 50 – 60 VDC tùy loại. Còn đối với kim loại Piezo điện áp nằm khoảng 105. Vì vậy hãy cực kỳ cẩn thận khi sửa chữa liên quan đến điện kim phun, trường hợp nếu muốn thử bằng đèn Led thì phải dùng trở vài kilo ôm trở lên và phải cẩn thận trong việc cách điện.

Để kiểm tra kim phun, người ta thường dùng phương pháp đo điện trở. Điện trở tiêu chuẩn từ 1.25 ôm ở 20 độ C

Xem thêm: Khái niệm chiều dài cơ sở là gì?

Nguyên lý làm việc của hệ thống phun xăng trực tiếp GDI:

Như các bạn đã biết khác với động cơ xăng thông thường, đối với động cơ dầu Diesel, nhiên liệu được phun thẳng trực tiếp vào buồng đốt động cơ dưới áp lực rất cao trong kỳ nén, do nhiên liệu phun dưới áp suất cao như vậy hòa trộn với không khí được nén tới nhiệt độ cao => hòa khí tự động bốc cháy và sinh công mà không cần tia lửa điện đốt cháy như trên động cơ xăng.

Cũng lấy từ ý tưởng đó, thay vì phun nhiên liệu trước xupap nạp như những động cơ phun xăng đa điểm MPI (Multi – Port Injection) thông thường, động cơ GDI phun nhiên liệu trực tiếp vào trong buồng đốt của động cơ hoàn toàn giống như động cơ dầu, chỉ có một yếu tố khác biệt là có thêm tia lửa điện để đốt cháy hòa khí. Lý do là vì xăng có hệ số tự cháy rất thấp không thể nào tự cháy giống như dầu được mà phải cần sự trợ giúp của tia lửa điện.

Hệ thống phun xăng điện tử EFI là gì?

Hệ thống phun xăng điện tử ( Viết tắt của Electronic Fuel Injection hoặc Fuel Injection) đây là một thuật ngữ đã vô cùng quen thuộc đối với cả những ai đang sử dụng xe máy.

Quy trình hoạt động hoạt động cơ bản của Fi là sử dụng một khối hệ thống tinh chỉnh và điều khiển điện tử để can thiệp vào các bước phun nhiên liệu vào buồng đốt thiết bị và động cơ nhằm tối ưu hóa việc dùng nhiên liệu.

Phân loại hệ thống phun xăng điện tử EFI:

Hệ thống phun xăng điện tử EFI được chia làm 3 loại chính đó là:

– Hệ thống phun xăng đơn điểm (Single Point Injection – SPI): Hệ thống này chỉ dùng một vòi phun trung tâm duy nhất thay thế cho bộ chế hoà khí. Vòi phun nhiên liệu được đặt ngay trước bướm ga và tạo thành khí hỗn hợp trên đường nạp. Hệ thống có cấu tạo khá đơn giản, chi phí chế tạo rẻ, thường chỉ xuất hiện ở những xe nhỏ.

– Hệ thống phun xăng hai điểm (BiPoint Injection – BPI) được nâng cấp từ hệ phun nhiên liệu đơn điểm. Hệ thống này sử dụng thêm một vòi phun đặt sau bướm ga nhằm tăng cường nhiên liệu cho hỗn hợp. Thông thường hệ thống BPI ít được sử dụng do không cải thiện nhiều so với SPI.

– Hệ thống phun xăng đa điểm (MultiPoint Injection – MPI): Mỗi xi-lanh được trang bị một vòi phun riêng biệt đặt ngay trước xupap. Hệ thống vòi phun được lấy tín hiệu từ góc quay trục khuỷu để xác định thời điểm phun chính xác.

Cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử:

Cấu tạo của hệ thống nhiên liệu EFI khá phức tạp, nhưng nguyên tắc cơ bản vẫn sử dụng các tín hiệu từ động cơ (qua các cảm biến) rồi xử lý tại bộ xử lý trung tâm ECU để điều chỉnh vòi phun (thời điểm, lưu lượng, áp suất), với các cảm biến quan trọng như:

– Cảm biến lượng khí nạp: đo lượng không khí xi lanh hút vào.

– Cảm biến ôxy: đo lượng oxy trong khí thải nhằm xác định nhiên liệu hòa trộn thừa hay thiếu xăng để ECU hiệu chỉnh khi cần thiết.

– Cảm biến vị trí trục cam: giúp ECU điều chỉnh lượng xăng phun vào phù hợp khi đạp ga .

– Cảm biến nhiệt độ chất chất làm mát: đo nhiệt độ làm việc của động cơ.

– Cảm biến hiệu điện thế để ECU bù ga khi mở các thiết bị điện trong xe.

– Cảm biến áp suất ống tiết liệu: nhằm giúp ECU đo công suất động cơ.

– Cảm biến tốc độ động cơ: dùng để tính toán xung độ động cơ.

Xem thêm: Biển báo giao thông

Nguyên lý làm việc của hệ thống phun xăng điện tử EFI:

Hệ thống phun xăng điện tử rất phức tạp và gồm nhiều bộ phận hợp thành.

Ta có thể chia EFI ra thành 3 hệ thống nhỏ: hệ thống điều khiển điện tử, hệ thống nhiên liệu và hệ thống nạp khí. Nguyên lý hoạt động của hệ thống có thể được thể hiện dưới dạng sơ đồ khối như trên hình dưới.

• Hệ thống điều khiển điện tử là đảm bảo hỗn hợp khí cháy có tỷ lệ lý tưởng (15:1). Bộ phận chính của hệ thống điều khiển điện tử là bộ Điều khiển trung tâm (ECU), nó nhận thông tin từ các cảm biến (nhiệt độ nước, nhiệt độ khí nạp, vị trí bướm ga, tín hiệu khởi động và cảm biến ô xy) cùng với tín hiệu đánh lửa và thông tin từ bộ phận đo lượng khí nạp.Sau khi xử lý các tín hiệu thu được ECU sẽ phát tín hiệu điều khiển vòi phun (thông tin về thời điểm phun và lượng phun). Nhờ đó mà lượng nhiên liệu phun vào luôn luôn tỷ lệ với lượng khí nạp.
• Hệ thống nhiên liệu: bao gồm một bơm điện, nó hút xăng từ thùng chứa và đẩy vào hệ thống qua một bầu lọc. Như vậy, khi động cơ hoạt động, trong đường ống phân phối nhiên liệu tới các vòi phun luôn luôn thường trực một áp suất khôg đổi (khoảng 2,5 ̧ 3 kG/cm2), đây cũng chính là áp suất phun. Khi nhận được tín hiệu điều khiển từ ECU, van điện mở và nhiên liệu được phun vào trong đường ống nạp. Để giữ áp suất ổn định trên đường ống nhiên liệu cấp tới các vòi phun, người ta bố trí một van điều áp. Ngoài ra đường ống nhiên liệu còn được nối tới vòi phun khởi động nguội bố trí trong buồng khí nạp. Tín hiệu điều khiển vòi phun này được lấy từ công tắc báo khởi động nguội. Công tắc này đặt trong áo nước của xi lanh và đóng, mở tuỳ theo nhiệt độ nước
• Hệ thống nạp khí: bắt đầu từ một bộ lọc khí, sau khi đi qua nó không khí được lọc sạch và được dẫn qua một bộ đo lưu lượng khí nạp (lưu lượng kế hoặc cảm biến đo lưu lượng) rồi đi qua bướm ga, đi tiếp tới buồng khí và đi vào cụm ống nạp của động cơ. Tại đây, nhiên liệu được phun vào, hoà trộn với không khí tạo thành hỗn hợp rồi được hút vào các xi lanh.

Điểm khác biệt giữa 2 hệ thống phun xăng:

Khác nhau về cấu tạo:

Cấu tạo của hệ thống nhiên liệu EFI hay GDI đều khá phức tạp, nhưng nguyên tắc cơ bản vẫn sử dụng các tín hiệu từ động cơ (qua các cảm biến) rồi xử lý tại bộ xử lý trung tâm ECU để điều chỉnh vòi phun (thời điểm, lưu lượng, áp suất), với các cảm biến quan trọng như: Cảm biến lượng khí nạp, cảm biến oxi, cảm biến vị trí trục cam, cảm biến nhiệt độ chất chất làm mát, …

Khác nhau về Sức mạnh công suất:

Với động cơ 3.6L V6 trên chiếc Cadillac CTS, khi sử dụng hệ thống phun xăng điện tử EFI, công suất cực đại chỉ đạt 263 mã lực, mô-men xoắn cực đại đạt 253 lb/ft. Nhưng khi được ứng dụng hệ thống phun xăng trực tiếp GDI, công suất cực đại tăng lên 304 mã lực và mô-men xoắn cực đại 274 lb/ft. Ngoài ra mức tiêu thụ nhiên liệu cũng giảm xuống khoảng 0,5 lít cho quãng đường 100km.

Tóm lại, hệ thống nhiên liệu GDI có nhiều ưu điểm hơn so với hệ thống EFI, nhưng để có thể trang bị hệ thống GDI, vật liệu sử dụng làm piston và xilanh phải có độ bền cao do nhiệt sinh ra trong quá trình cháy cao hơn rất nhiều. Ngoài ra việc chế tạo vòi phun cũng phức tạp hơn, do vậy chi phí cho hệ thống nhiên liệu GDI cao hơn nhiều so với EFI. Có lẽ đây là một trong những lý do quan trọng khiến hệ thống GDI không phổ biến như EFI.

Để lại một bình luận Hủy

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

Bình luận *

Tên

Email

Trang web

Lưu tên của tôi, email, và trang web trong trình duyệt này cho lần bình luận kế tiếp của tôi.