Kim phun xăng là gì? So sánh kim phun điện tử và kim phun cơ

Kim phun xăng là bộ phận quan trọng liên quan trực tiếp tới hiệu suất hoạt động của động cơ. Tùy thuộc vào công nghệ và loại kim phun được sử dụng mà công suất làm việc trên thiết bị của bạn sẽ khác nhau.

I. Kim phun xăng là gì? Chức năng của kim phun nhiên liệu

Kim phun xăng hay kim phun nhiên liệu (gọi tắt của kim phun dầu và kim phun xăng) là là một đầu phun được lắp đặt bên trong buồng đốt của động cơ đốt trong. Kim phun có nhiệm vụ phun hỗn hợp hoà khí vào buồng đốt vào thời điểm thích hợp cho phép động cơ hoạt động hiệu quả.

Chúng hoạt động dựa trên cơ chế van áp điều khiển, chúng gồm 2 loại chính gồm: Kim phun cơ và kim phun điện tử. Đặc điểm chung của Kim phun xăng là khả năng đóng mở nhiều lần trông một giây giúp phân phối xăng, dầu diesel cho quá trình đốt cháy của động cơ một cách đồng đều và hiệu quả.

  • Kim phun điện tử: Hoạt động bơm nhiên liệu được điều khiển trực tiếp bằng hệ thống điện tử tích hợp
  • Kim phun cơ: Được thiết kế để bơm nhiên liệu vào buồng đốt thông qua chênh lệch áp suất bên trong buồng đốt

Mỗi loại kim phun sẽ có đặc điểm, ứng dụng riêng, vì vậy trên các dòng phương tiện, máy móc, tàu thuyền, xe nâng chúng ta đều tìm thấy các loại động cơ sử dụng cả 2 dạng kim phun nhiên liệu này.

Kim phun cơ
Kim phun cơ

II. Kim phun xăng điện tử

Cuối những năm 1970, hệ thống phun xăng điện tử ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu ngày một cao của thị trường cũng như giải quyết các vấn đề còn tồn đọng trên hệ thống kim phun cơ học trước đó.

2.1. Kim phun xăng điện tử là gì?

Kim phun xăng điện tử hay kim phun điện tử (EFI) là hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp vào xi lanh của động cơ, chúng vận hành hoàn toàn tự động bằng bộ điều khiển điện tử. Hệ thống này là giải pháp cần thiết của một bộ điều chế hòa khí giúp tối ưu công suất trên động cơ.

  • Điều khiển bằng hệ thống điện tử EFI (viết tắt Fi)
  • Lượng nhiên liệu, tỉ lệ nhiên liệu được điều chỉnh liên tục trong quá trình động cơ làm việc

Kim phun điện tử đã được ứng dụng rộng rãi trên các loại động cơ vừa và lớn, dù là trên các dòng động cơ nhỏ thì hệ thống kim phun này đang dần thay thế các mô hình kim phun truyền thống.

2.2. Cấu tạo của hệ thống kim phun điện tử

Kim phun xăng điện tử là hệ thống kim phun hoàn toàn tự động. Do đó, chúng được cấu tạo từ rất nhiều các chi tiết, mỗi chi tiết lại đảm nhiệm những chức năng khác nhau. Nhìn chung, ta có thể chia cấu tạo kim phun điện tử gồm 3 phần chính: Cảm biến, bộ điều khiển điện tử và bơm phun nhiên liệu.

  • Cảm biến: Là bộ phận quan trọng trong hệ thống. Chúng được đặt ở nhiều vị trí khác nhau trên động cơ nhằm thu thập số liệu và gửi đến bộ điều khiển điện tử (ECU). Sau đó, ECU sẽ tổng hợp, phân tích thông tin và đưa ra các phản hồi phù hợp.
  • Bộ điều khiển điện tử (ECU): là bộ phận được ví như “Bộ não” của hệ toàn bộ hệ thống. Đây là nơi tiếp nhận thông tin từ cảm biến sau đó tổng hợp và phân tích thông tin dựa trên các thuật toán được tích hợp sẵn và truyền tín hiệu đến bộ phận bơm và kim phun để thực hiện việc tiếp nhiên liệu cho quá trình hoạt động của động cơ.
  • Bơm phun nhiên liệu: Bao gồm kim phun, vòi phun và bơm. Chúng nhận tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển điện tử (ECU) và thực hiện quá trình tiếp nhiên liệu vào buồng đốt của động cơ. Đây cũng là bộ phận dễ bị hư hại nhất trong quá trình hoạt động.
Cấu tạo hệ thống kim phun xăng
Cấu tạo hệ thống kim phun xăng

3. Nguyên lý hoạt động kim phun xăng điện tử

Hiện nay, đa phần các hãng sản xuất động cơ hàng đầu đều nghiên cứu và phát triển hệ thống kim phun xăng riêng của họ. Mỗi loại lại có những cái tiến riêng, do đó không dễ để có thể đưa ra được một nguyên lý hoạt động chung cho hệ thống kim phun xăng điện tử.

Nhìn chung, nguyên lý hoạt động của kim phun xăng điện tử (EUI) là kiểm soát và cung cấp lượng nhiên liệu được đưa đến buồng đốt nhằm đảm bảo nhiên liệu được bơm đúng liều lượng vào đúng thời điểm, quá trình này hoạt động hoàn toàn bằng hệ thống điều khiển điện tử (ECU), Cụ thể:

  • Bơm phun nhiên liệu đẩy xăng hoặc dầu diesel qua các đường dẫn nhiên liệu tới kim phun.
  • Lúc này ECU (bộ điều kiển điện tử) sử dụng thông tin từ các cảm biến (aps xuất không khí, nhiệt độ, mật độ không khí,…) để tìm thời điểm thích hợp kích hoạt kim và bơm nhiên liệu vào buồng đốt.
  • Khi ECU kích hoạt kim phun, nhiên liệu được bơm vào buồng đốt với áp suất cao thông qua các vòi phun. Bởi vì các vòi phun rất nhỏ nên nhiên liệu được bơm vào động cơ dễ dàng cháy hơn, giúp động cơ hoạt động hiệu quả hơn.
Hệ thống phun xăng động cơ
Hệ thống phun xăng động cơ

4. Ưu điểm và nhược điểm của kim phun xăng điện tử

Dù được cải tiến và nâng cấp qua nhiều phiên bản, kim phun xăng điện tử vẫn có những hạn chế nhất định. Dưới đây là chi tiết ưu, nhược điểm của hệ thống này.

Ưu điểm:

  • Tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn: kim phun điện tử giúp tiết kiệm hơn 25% nhiên liệu so với các hệ thống khác. Giúp cho bạn giảm thiểu chi phí nạp nhiên liệu cũng như giảm tần suất tiếp nhiên liệu cho xe khi đang di chuyển..
  • Thân thiện với môi trường: hệ thống kim phun điện tử cung cấp không khí và nhiên liệu chính xác tới từng mili giây (ms) do đó giúp động cơ tiết kiệm nhiên liệu hơn, tạo ra ít khí thải hơn. Việc phun nhiên liệu theo từng đợt như vậy cũng giúp cho nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn, cải thiện đáng để hiệu suất của động cơ.
  • Bảo trì ít hơn: kim phun xăng điện tử EFI cũng làm tốt hơn việc tránh tăng nhiên liệu. Vì quá trình phun nhiên liệu sẽ đốt cháy hoàn toàn, nó sẽ đốt cháy hoàn toàn hơn mà không để lại lượng nhiên liệu còn sót lại như hệ thống phun nhiên liệu kiểu cũ.
  • Tuổi thọ động cơ cao hơn: hệ thống phun xăng điện tử cho phép phân phối lượng nhiên liệu đồng đều ở ngưỡng lý tưởng đến từng xi lanh thông qua bộ phận cảm biến. Điều này đảm bảo tính ổn định cũng như tuổi thọ của động cơ trong mọi điều kiện vận hành.

Nhược điểm:

Kim điện tử tồn tại 3 vấn đề mà đến nay các kỹ sư vẫn chưa thể khắc phục gồm: Giá thành cao, chi phí sửa chữa cao, Yêu cầu cao về nhiên liệu đầu vào.

  • Giá cao: Với nhiều ưu điểm kể trên thì để đáp ứng được nó kim phun điện tử (EFI) cần một hệ thống tương đối phức tạp. Do đó, sản phẩm có mức giá bán cao hơn các hệ thống phun nhiên liệu khác.
  • Chi phí sửa chữa cao: Mặc dù kim phun điện tử là một hệ thống ít khi xảy ra hỏng hóc, không cần bảo trì thường xuyên. Nhìn xa hơn một chút, hệ thống phun xăng điện tử là một hệ thống phức tạp. Do đó, khi có vấn đề gì xảy ra với nó thì chi phí sửa chữa sẽ tốn kém hơn.
  • Yêu cầu khắt khe với nhiên liệu đầu vào: Do cơ chế kim phun trực tiếp nên hệ thống phun xăng điện tử (EFI) đòi hỏi khắt khe về đầu vào nhiên liệu. Nguồn nhiên liệu không đảm bảo, bị pha trộn, nhiễm tạp chất có thể gây tắc nghẽn, ảnh hưởng tới quá trình phun xăng tới các xi lanh.

Nhìn chung, với ưu điểm vượt trội cùng những nhược điểm “không ảnh hưởng đến quá trình vận hành” và có thể khắc phục dễ dàng “trong tầm tay”. Đến nay, kim phun điện tử (EFI) vẫn đang là hệ thống kim phun xăng phổ biến. Để đảm bảo hoạt động tốt, quý khách hàng cần sử dụng các loại lọc dầu diesel, lọc xăng cho các loại động cơ của mình

Tại Việt Nam, hệ thống kim phun điện tử đã và đang được trang bị trên các dòng sản phẩm như xe nâng hàng, ô tô,…. Với hệ thống này, những thiết bị sở hữu nó không chỉ có động cơ mạnh mẽ, khả năng làm việc ổn định mà còn tiết kiệm nhiên liệu và thân thiện với môi trường.

Kim phun xăng điện tử
Kim phun xăng điện tử

III. Kim phun xăng cơ

Kim phun xăng cơ khí được giới thiệu lần đầu vào năm 1900, chúng trở nên phổ biến trong Chiến tranh thế giới thứ hai khi mà bơm nhiên liệu kiểu cũ (bộ chế hòa khí) không còn đáp ứng được những yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu trên máy bay chiến đấu. Sau chiến tranh, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các nền công nghiệp, kim phun xăng cơ học dần được đưa vào các lĩnh vực khác như ô tô, máy công nghiệp,…

Vậy kim phun cơ là gì? Kim phun xăng cơ hay kim phun cơ (MFI) là bộ phần đầu ra cuối cùng trong hệ thống cung cấp nhiên liệu. Chúng sử dụng các phương pháp cơ học để phun (nạp) nhiên liệu vào động cơ.

So sánh kum phun điện tử và kim phun cơ
So sánh kum phun điện tử và kim phun cơ

Nguyên lý hoạt động của hệ thống kim phun xăng cơ

Hệ thống kim phun cơ học ban đầu hoạt động dựa vào một bơm nhiên liệu, bơm có nhiệm vụ cung cấp dòng nhiên liệu áp suất cao đến các kim phun nhằm phục vụ quá trình đốt của động cơ. Cơ chế đóng mở của kim phun thì phụ thuộc vào áp xuất của nhiên liệu. Tùy thuộc vào sức mạnh động cơ và dung tích của xi lanh mà bơm nhiên liệu sẽ được thiết kế với công suất phù hợp.

So sánh chi tiết kim phun điện tử và kim phun cơ

Kim phun cơ hay kim phun điện tử đều có những ưu điểm và hạn chế riêng. Tùy thuộc vào mục đích sự dụng thực tế mà khách hàng sẽ lựa chọn sản phẩm phù hợp. Dưới đây là bảng so sánh 2 hệ thống kim phun bạn có thể tham khảo:

Bảng so sánh kim phun điện tử và kim phun cơ

Tiêu chí Kim phun điện tử Kim phun cơ
Cấu tạo Cấu tạo phức tạp

  • Trung tâm điều khiển điện tử (ECU)
  • Cảm biến (nhiệt độ, áp xuất, không khí,…)
  • Bơm nhiên liệu
  • Hệ thống đường dẫn, kim phun
Cấu tạo đơn giản, hoạt động chủ yếu dựa vào bơm nhiên liệu
Ưu điểm
  • Tiết kiệm nhiên liệu.
  • Ít phát thải, thân thiện với môi trường.
  • Bền bỉ, ít phải bảo dưỡng.
  • Dễ dàng khởi động trong nhiều điều kiện (nóng, lanh,…)
  • Tích hợp nhiều công nghệ hiện đại, hướng tới trải nghiệm người dùng.
  • Giá thành rẻ.
  • Sữa chữa dễ dàng.
Nhược điểm
  • Giá thành cao.
  • Cấu tạo phức tạp, khó sửa chữa.
  • Yêu cầu cao với nhiên liệu đầu vào.
  • Khó khởi động.
  • Tiêu tốn nhiên liệu.
  • Phát thải nhiều.
  • Dễ hư hỏng, cần bảo dưỡng thường xuyên.

Tham khảo thêm các nội dung dưới dây:

Trả lời

OH!.... XIN LỖI VÌ SỰ BẤT TIỆN NÀY