Hệ thống cung cấp nhiên liệu. Hệ thống phun, mô tả và nguyên tắc hoạt động

2024 Tác giả: Erin Ralphs | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-19 20:00

Hệ thống cung cấp nhiên liệu cần thiết để cung cấp nhiên liệu từ bình xăng, quá trình lọc thêm, cũng như tạo thành hỗn hợp nhiên liệu oxy khi chuyển nó đến các xi-lanh động cơ. Hiện nay, có một số loại hệ thống nhiên liệu. Phổ biến nhất trong thế kỷ 20 là bộ chế hòa khí, nhưng ngày nay hệ thống phun đang ngày càng trở nên phổ biến. Ngoài ra còn có loại thứ ba - phun một lần, chỉ tốt vì nó cho phép giảm nhẹ mức tiêu thụ nhiên liệu. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn hệ thống phun và hiểu nguyên lý hoạt động của nó.

Quy định chung

Hầu hết các hệ thống nhiên liệu động cơ hiện đại đều tương tự nhau. Sự khác biệt chỉ có thể ở khâu phối trộn. Hệ thống nhiên liệu bao gồm các thành phần sau:

1. Thùng nhiên liệu là một sản phẩm nhỏ gọn có một máy bơm và một bộ lọc để làm sạch các hạt cơ học. Mục đích chính là dự trữ nhiên liệu.
2. Đường nhiên liệu tạo thành một tổ hợp ống và ống để di chuyển nhiên liệu từ thùng chứa đến hệ thống trộn.
3. thiết bịsự hình thành hỗn hợp. Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi sẽ nói về kim phun. Bộ phận này được thiết kế để thu được nhũ tương (hỗn hợp không khí-nhiên liệu) và cung cấp cho các xi-lanh cùng lúc với động cơ.
4. Bộ điều khiển hệ thống tạo hỗn hợp. Nó chỉ được lắp đặt trên động cơ phun, điều này là do nhu cầu điều khiển cảm biến, kim phun và van.
5. Bơm nhiên liệu. Trong hầu hết các trường hợp, tùy chọn chìm được sử dụng. Nó là một động cơ điện công suất thấp được kết nối với một máy bơm chất lỏng. Việc bôi trơn được thực hiện bằng nhiên liệu và việc sử dụng xe dưới 5 lít nhiên liệu trong thời gian dài có thể dẫn đến hỏng động cơ điện.

Nói tóm lại, kim phun là nguồn cung cấp nhiên liệu tại một điểm thông qua vòi phun. Tín hiệu điện tử đến từ bộ phận điều khiển. Mặc dù thực tế là kim phun có một số ưu điểm đáng kể so với bộ chế hòa khí, nhưng nó đã không được sử dụng trong một thời gian dài. Điều này là do độ phức tạp kỹ thuật của sản phẩm, cũng như khả năng bảo trì thấp của các bộ phận bị lỗi. Hiện nay, hệ thống phun điểm thực tế đã thay thế bộ chế hòa khí. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn tại sao kim phun lại tốt như vậy và các tính năng của nó là gì.

Tính năng của thiết bị nhiên liệu

Chiếc xe luôn là đối tượng thu hút sự chú ý của các nhà bảo vệ môi trường. Khí thải được thải trực tiếp vào bầu khí quyển, nơi chứa đầy ô nhiễm. Chẩn đoán hệ thống nhiên liệu cho thấy lượng khí thải với sự hình thành hỗn hợp không chính xác tăng lên đáng kể. Vì lý do đơn giản này, nó đã được quyết địnhcài đặt một bộ chuyển đổi xúc tác. Tuy nhiên, thiết bị này chỉ cho kết quả tốt với nhũ tương chất lượng cao và trong trường hợp có bất kỳ sai lệch nào, hiệu quả của nó sẽ giảm đáng kể. Người ta quyết định thay thế bộ chế hòa khí bằng một hệ thống phun chính xác hơn, đó là kim phun. Các lựa chọn đầu tiên bao gồm một số lượng lớn các thành phần cơ khí và, theo nghiên cứu, một hệ thống như vậy ngày càng trở nên tồi tệ hơn khi chiếc xe được sử dụng. Điều này là hoàn toàn tự nhiên, vì các thành phần quan trọng và bộ phận làm việc trở nên bẩn và hỏng.

Để hệ thống phun có thể tự điều chỉnh, một bộ phận điều khiển điện tử (ECU) đã được tạo ra. Cùng với đầu dò Lamba tích hợp, nằm phía trước bộ chuyển đổi xúc tác, điều này đã cho hiệu suất tốt. Có thể nói rằng giá nhiên liệu ngày nay khá cao, và kim phun tốt chỉ vì nó tiết kiệm xăng hoặc dầu diesel. Ngoài ra, còn có những điểm cộng sau:

1. Tăng hiệu suất động cơ. Đặc biệt, tăng sức mạnh từ 5-10%.
2. Cải thiện khả năng vận hành của xe. Kim phun nhạy hơn với những thay đổi của tải và tự điều chỉnh thành phần của nhũ tương.
3. Hỗn hợp nhiên liệu-không khí tối ưu làm giảm lượng và độ độc của khí thải.
4. Hệ thống phun xăng khởi động dễ dàng bất kể điều kiện thời tiết, đây là một lợi thế đáng kể so với động cơ chế hòa khí.

Hệ thống phun nhiên liệu và thiết bị của nó

Trước hết, cần lưu ý thực tế là các động cơ phun hiện đại được trang bị các vòi phun, số lượng vòi phun bằng với số lượng xy-lanh. Giữa chúng, các vòi phun được kết nối bằng một đoạn đường nối. Ở đó, nhiên liệu được chứa dưới áp suất nhẹ, và nó được tạo ra bởi một thiết bị điện - một máy bơm xăng. Lượng nhiên liệu phun vào trực tiếp phụ thuộc vào khoảng thời gian mở vòi phun, được xác định bởi bộ phận điều khiển. Đối với điều này, các chỉ số được lấy từ các cảm biến khác nhau được lắp đặt trên khắp xe. Bây giờ chúng ta sẽ xem xét những cái chính:

1. Cảm biến lưu lượng gió. Phục vụ cho việc xác định độ đầy của bình với không khí. Trong trường hợp có sự cố, các bài đọc sẽ bị bỏ qua và dữ liệu dạng bảng được lấy làm chỉ số chính.
2. Cảm biến vị trí bướm ga phản ánh tải trọng lên động cơ, do vị trí bướm ga, vòng tua không khí và tốc độ động cơ.
3. Cảm biến nhiệt độ môi chất lạnh. Với sự trợ giúp của bộ điều khiển này, việc điều khiển quạt điện và hiệu chỉnh nguồn cung cấp nhiên liệu, cũng như đánh lửa, được thực hiện. Trong trường hợp có trục trặc, việc chẩn đoán hệ thống nhiên liệu ngay lập tức là không cần thiết. Nhiệt độ được thực hiện tùy thuộc vào thời gian hoạt động của động cơ đốt trong.
4. Cảm biến vị trí trục khuỷu (trục khuỷu) là cần thiết để đồng bộ hóa toàn bộ hệ thống. Bộ điều khiển không chỉ tính toán tốc độ động cơ mà còn tính toán vị trí của nó tại một thời điểm nhất định. Vì nó là cảm biến phân cực, nếu nó bị lỗi, xe sẽ không thể vận hành thêm.
5. Cảm biếnoxy là cần thiết để xác định phần trăm oxy trong các khí thải vào khí quyển. Thông tin từ bộ điều khiển này được truyền đến ECU, tùy thuộc vào kết quả đọc, sẽ hiệu chỉnh nhũ tương.

Điều đáng chú ý là không phải tất cả các xe có kim phun đều được trang bị cảm biến oxy. Chỉ những xe được trang bị bộ chuyển đổi xúc tác với tiêu chuẩn độc hại Euro-2 và Euro-3 mới có chúng.

Các loại hệ thống phun: phun một điểm

Hiện tại, tất cả các hệ thống đang được sử dụng tích cực. Chúng được phân loại tùy thuộc vào số lượng vòi phun và nơi cung cấp nhiên liệu. Tổng cộng có ba hệ thống phun:

• điểm duy nhất (tiêm một lần);
• đa điểm (phân phối);
• ngay lập tức.

Đầu tiên, chúng ta hãy xem xét các hệ thống phun điểm đơn lẻ. Chúng được tạo ra ngay sau bộ chế hòa khí và được coi là cao cấp hơn, nhưng hiện đang dần mất đi tính phổ biến do nhiều nguyên nhân. Có một số lợi thế không thể phủ nhận của các hệ thống như vậy. Những cái chính là tiết kiệm nhiên liệu đáng kể. Do giá nhiên liệu ngày nay khá cao, nên một loại kim phun như vậy là phù hợp. Điều thú vị là hệ thống này chứa ít thiết bị điện tử hơn, vì vậy nó đáng tin cậy và ổn định hơn. Khi thông tin từ các cảm biến được truyền đến phần tử điều khiển, các thông số phun được thay đổi ngay lập tức. Điều rất thú vị là hầu hết mọi động cơ chế hòa khí đều có thể được chuyển đổi sang phun xăng một điểm mà không đáng kểthay đổi cấu trúc. Nhược điểm chính của các hệ thống như vậy là phản ứng ga thấp của động cơ đốt trong, cũng như lắng đọng một lượng nhiên liệu đáng kể trên thành bộ góp, mặc dù vấn đề này cũng cố hữu ở các kiểu chế hòa khí.

Vì chỉ có một vòi phun trong trường hợp này, nó nằm trên đường ống nạp thay cho bộ chế hòa khí. Vì vòi phun ở vị trí tốt và thường xuyên chịu luồng khí lạnh nên độ tin cậy của nó ở mức cao nhất và thiết kế cực kỳ đơn giản. Việc súc rửa hệ thống nhiên liệu bằng cách phun một điểm không mất nhiều thời gian, vì chỉ cần phun ra một vòi là đủ, nhưng các yêu cầu về môi trường ngày càng tăng dẫn đến sự phát triển của các hệ thống khác hiện đại hơn.

Hệ thống phun đa điểm

Tiêm phân phối được coi là hiện đại hơn, phức tạp hơn và kém tin cậy hơn. Trong trường hợp này, mỗi xi lanh được trang bị một vòi phun cách nhiệt, được đặt trong đường ống nạp gần với van nạp. Do đó, việc cung cấp nhũ tương được thực hiện riêng biệt. Như đã nói ở trên, với cách phun như vậy, sức mạnh của động cơ đốt trong có thể tăng lên đến 5-10%, điều này sẽ dễ nhận thấy khi lái xe trên đường. Một điểm thú vị nữa: hệ thống phun xăng này tốt vì vòi phun nằm rất gần van nạp. Điều này giảm thiểu sự tích tụ nhiên liệu trên thành ống góp, giúp tiết kiệm nhiên liệu đáng kể.

Có một số loạitiêm đa điểm:

1. Đồng thời - tất cả các vòi phun mở cùng một lúc.
2. Cặp song song - mở đầu phun theo cặp. Một kim phun mở trên hành trình nạp và kim phun kia trước hành trình xả. Hiện tại, một hệ thống như vậy chỉ được sử dụng tại thời điểm khởi động khẩn cấp động cơ đốt trong trong trường hợp mất pha (cảm biến vị trí trục khuỷu).
3. Phased - mỗi vòi phun được điều khiển riêng biệt và mở ra trước hành trình nạp.

Trong trường hợp này, hệ thống khá phức tạp và hoàn toàn dựa vào độ chính xác của thiết bị điện tử. Ví dụ, rửa hệ thống nhiên liệu sẽ mất nhiều thời gian hơn vì mỗi kim phun cần được xả. Bây giờ chúng ta hãy xem xét một loại thuốc tiêm phổ biến khác.

Tiêm trực tiếp

Xephun với hệ thống như vậy có thể được coi là thân thiện với môi trường nhất. Mục tiêu chính của việc giới thiệu phương pháp phun này là cải thiện chất lượng của hỗn hợp nhiên liệu và tăng nhẹ hiệu suất của động cơ xe. Những ưu điểm chính của giải pháp này như sau:

• cẩn thận phun nhũ tương;
• hình thành hỗn hợp chất lượng cao;
• sử dụng hiệu quả nhũ tương ở các giai đoạn hoạt động khác nhau của ICE.

Dựa trên những ưu điểm này, chúng ta có thể nói rằng những hệ thống như vậy tiết kiệm nhiên liệu. Điều này đặc biệt dễ nhận thấy khi lái xe nhẹ nhàng trong đô thị. Nếu chúng ta so sánh hai chiếc xe có cùng kích thước động cơ nhưng hệ thống phun khác nhau, chẳng hạn như trực tiếp và đa điểm, thì đáng chú ý làhiệu suất động tốt nhất sẽ nằm trong hệ thống trực tiếp. Khí thải ít độc hại hơn và dung tích lít đã lấy sẽ cao hơn một chút do làm mát bằng không khí và thực tế là áp suất trong hệ thống nhiên liệu tăng lên một chút.

Nhưng bạn nên chú ý đến độ nhạy của hệ thống phun trực tiếp đối với chất lượng nhiên liệu. Nếu chúng ta tính đến các tiêu chuẩn của Nga và Ukraine, thì hàm lượng lưu huỳnh không được vượt quá 500 mg trên 1 lít nhiên liệu. Đồng thời, tiêu chuẩn châu Âu quy định hàm lượng của nguyên tố này là 150, 50 và thậm chí 10 mg trên một lít xăng hoặc dầu diesel.

Nếu chúng ta xem xét sơ qua hệ thống này, nó giống như sau: các vòi phun nằm trong đầu xi lanh. Dựa trên cơ sở này, quá trình phun được thực hiện trực tiếp vào các xi lanh. Điểm đáng chú ý là hệ thống phun này phù hợp với nhiều động cơ xăng. Như đã nói ở trên, áp suất cao được sử dụng trong hệ thống nhiên liệu, theo đó nhũ tương được cung cấp trực tiếp vào buồng đốt, bỏ qua đường ống nạp.

Hệ thống phun nhiên liệu: chạy nhẹ nhàng

Cao hơn một chút, chúng tôi đã kiểm tra hệ thống phun trực tiếp, lần đầu tiên được sử dụng trên xe Mitsubishi, có tên viết tắt là GDI. Chúng ta hãy xem nhanh một trong những chế độ chính - chạy trên hỗn hợp nạc. Bản chất của nó nằm ở chỗ chiếc xe trong trường hợp này vận hành ở mức tải nhẹ và tốc độ vừa phải lên đến 120 km / h. Quá trình phun nhiên liệu được thực hiện bởi một ngọn đuốc tronggiai đoạn cuối của quá trình nén. Phản xạ từ piston, nhiên liệu hòa trộn với không khí và đi vào khu vực bugi. Nó chỉ ra rằng hỗn hợp trong buồng bị cạn kiệt đáng kể, tuy nhiên, điện tích của nó trong khu vực của bugi có thể được coi là tối ưu. Điều này là đủ để đốt cháy nó, sau đó phần còn lại của nhũ tương cũng bốc cháy. Trên thực tế, hệ thống phun nhiên liệu như vậy đảm bảo hoạt động bình thường của động cơ đốt trong ngay cả ở tỷ lệ không khí / nhiên liệu là 40: 1.

Đây là một cách tiếp cận rất hiệu quả và tiết kiệm rất nhiều nhiên liệu. Nhưng điều đáng chú ý là vấn đề trung hòa khí thải đã trở nên cấp thiết. Thực tế là chất xúc tác không hiệu quả, vì oxit nitơ được hình thành. Trong trường hợp này, tuần hoàn khí thải được sử dụng. Một hệ thống ERG đặc biệt cho phép bạn pha loãng nhũ tương với khí thải. Điều này phần nào làm giảm nhiệt độ đốt cháy và trung hòa sự hình thành các oxit. Tuy nhiên, cách làm này sẽ không cho phép bạn tăng tải cho động cơ. Để giải quyết một phần vấn đề, một chất xúc tác lưu trữ được sử dụng. Loại thứ hai cực kỳ nhạy cảm với nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao. Vì lý do này, cần phải kiểm tra định kỳ hệ thống nhiên liệu.

Trộn đồng nhất và vận hành 2 giai đoạn

Chế độ Power (Trộn đồng nhất) - lý tưởng cho việc lái xe mạnh mẽ trong khu vực đô thị, vượt ẩu, cũng như lái xe trên đường cao tốc và đường cao tốc. Trong trường hợp này, một ngọn đuốc hình nón được sử dụng, ít tiết kiệm hơn so với phiên bản trước. Mũi tiêmđược thực hiện trên hành trình nạp, và nhũ tương thu được thường có tỷ lệ 14,7: 1, nghĩa là gần với phương pháp đo góc. Trên thực tế, hệ thống cung cấp nhiên liệu tự động này giống hệt như hệ thống phân phối.

Chế độ hai giai đoạn ngụ ý phun nhiên liệu vào hành trình nén, cũng như khởi động. Nhiệm vụ chính là tăng mạnh động cơ. Một ví dụ nổi bật về hoạt động hiệu quả của một hệ thống như vậy là chuyển động ở tốc độ thấp và nhấn mạnh vào chân ga. Trong trường hợp này, xác suất phát nổ tăng lên đáng kể. Vì lý do đơn giản này, thay vì một giai đoạn, tiêm diễn ra trong hai.

Trong giai đoạn đầu, một lượng nhỏ nhiên liệu được phun vào hành trình nạp. Điều này cho phép bạn giảm một chút nhiệt độ của không khí trong xi lanh. Chúng ta có thể nói rằng hình trụ sẽ chứa một hỗn hợp thêm nạc theo tỷ lệ 60: 1, do đó, việc kích nổ là không thể. Ở giai đoạn cuối của hành trình nén, một tia nhiên liệu được phun vào, làm cho nhũ tương trở nên giàu có theo tỷ lệ xấp xỉ 12: 1. Ngày nay chúng ta có thể nói rằng một hệ thống nhiên liệu động cơ như vậy chỉ được giới thiệu cho các loại xe của thị trường Châu Âu. Điều này là do thực tế là tốc độ cao không có ở Nhật Bản, do đó, không có tải cao trên động cơ. Ở Châu Âu, có một số lượng lớn đường cao tốc và đường ô tô, vì vậy người lái xe đã quen với việc lái xe nhanh, và đây là một tải trọng lớn đối với động cơ đốt trong.

Điều gì đó thú vị khác

Điều đáng chú ý là, không giống như hệ thống chế hòa khí, hệ thống phun yêu cầu kiểm tra hệ thống nhiên liệu thường xuyên. Điều này là do thực tế là một số lượng lớn các thiết bị điện tử phức tạp có thể bị hỏng. Kết quả là, điều này sẽ dẫn đến những hậu quả không mong muốn. Ví dụ, không khí dư thừa trong hệ thống nhiên liệu sẽ dẫn đến vi phạm thành phần nhũ tương và tỷ lệ hỗn hợp không chính xác. Trong tương lai, điều này ảnh hưởng đến động cơ, hoạt động không ổn định xuất hiện, bộ điều khiển bị lỗi, v.v. Thực tế, kim phun là một hệ thống phức tạp xác định khi nào cần tác động tia lửa vào xi lanh, làm thế nào để cung cấp hỗn hợp chất lượng cao cho khối xi lanh hoặc đường ống nạp, khi nào thì mở kim phun và tỷ lệ không khí và xăng trong nhũ tương là bao nhiêu. Tất cả những yếu tố này đều ảnh hưởng đến hoạt động đồng bộ của hệ thống nhiên liệu. Điều thú vị là không có hầu hết các bộ điều khiển, máy có thể hoạt động bình thường mà không có sai lệch đáng kể, vì có những bảng và hồ sơ khẩn cấp sẽ được sử dụng.

Hiệu suất của động cơ đốt trong trong trường hợp của chúng tôi được xác định bởi dữ liệu nhận được từ bộ điều khiển sẽ chính xác như thế nào. Chúng càng chính xác thì càng ít có thể xảy ra các trục trặc khác nhau của hệ thống nhiên liệu. Tốc độ của toàn bộ hệ thống cũng đóng một vai trò quan trọng. Không giống như bộ chế hòa khí, ở đây không cần điều chỉnh bằng tay và điều này giúp loại bỏ các sai sót trong quá trình hiệu chuẩn. Do đó, chúng tôi sẽ đốt cháy hỗn hợp hoàn toàn hơn và một hệ thống tốt hơn về mặt sinh thái.

Kết

Tóm lại, cần nói một chút về những thiếu sót vốn có trong hệ thống tiêm. Nhược điểm chính là giá thành động cơ đốt trong cao. Quanói chung, chi phí của các đơn vị này sẽ cao hơn khoảng 15%, điều này rất đáng kể. Nhưng cũng có những mặt trái khác. Ví dụ, van hệ thống nhiên liệu bị hỏng trong hầu hết các trường hợp không thể sửa chữa được, do bị rò rỉ, vì vậy bạn chỉ cần thay nó. Điều này cũng áp dụng cho khả năng bảo trì của thiết bị nói chung. Một số thành phần và bộ phận dễ dàng mua mới hơn nhiều so với việc chi tiền để sửa chữa chúng. Chất lượng này không có ở các loại xe sử dụng bộ chế hòa khí, nơi bạn có thể phân loại tất cả các thành phần quan trọng và khôi phục hiệu suất của chúng mà không cần tốn nhiều thời gian và công sức. Không nghi ngờ gì nữa, hệ thống cung cấp nhiên liệu điện tử đang được sửa chữa với công sức và phương tiện cao. Các thiết bị điện tử tinh vi khó có thể được sửa chữa tại trạm bảo hành có sẵn đầu tiên.

Chà, chúng tôi đã nói chuyện với bạn về hệ thống tiêm là gì. Như bạn có thể thấy, đây là một chủ đề rất thú vị cho cuộc trò chuyện. Bạn có thể nói nhiều hơn về những vòi phun tốt và khả năng điều chỉnh động cơ ngay lập tức. Nhưng chúng ta đã nói về những điểm chính. Hãy nhớ rằng hệ thống nhiên liệu của động cơ xăng phải được kiểm tra thường xuyên để phát hiện những khiếm khuyết có thể xảy ra. Ví dụ, do chất lượng nhiên liệu thấp, mà thực tế vốn có ở nước ta, các vòi phun thường bị tắc. Do đó, động cơ bắt đầu làm việc không liên tục, công suất giảm, hỗn hợp trở nên quá loãng hoặc ngược lại. Tất cả những điều này có ảnh hưởng rất xấu đến toàn bộ chiếc xe, vì vậy cần phải theo dõi liên tục và thường xuyên. Ngoài ra, hãy cố gắng chỉ đổ xăng theo khuyến cáo của nhà sản xuất xe của bạn.