Khi sử dụng động cơ có hiệu suất cụ thể khoảng. 60 kW / l và khái niệm giảm kích thước lên đến 25%, hệ thống phun nhiên liệu xăng mang lại lợi thế chi phí đáng kể so với hệ thống phun trực tiếp áp suất cao. Là một hệ thống áp suất thấp (áp suất hệ thống khoảng 6 bar), hệ thống phun nhiên liệu xăng hoạt động với một chiến lược vận hành tương đối đơn giản. Các yêu cầu kiểm soát áp suất cao phức tạp (áp suất hệ thống lên đến 350 bar) được bỏ qua như bơm cao áp, cảm biến áp suất cao, van điều chỉnh thể tích và kim phun cao áp cho bơm đa điểm. Kết quả là kiểm soát tiêm ít phức tạp hơn bằng các phương sai liên quan đến khung thời gian tiêm. Quá trình đốt cháy mạnh mẽ của bộ phun nhiên liệu cổng xăng cũng dung nạp nhiên liệu có chất lượng thấp hơn.
Hệ thống phun nhiên liệu là một bộ phận quan trọng trong động cơ, có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu (xăng hoặc dầu) phục vụ cho quá trình kích nổ trong buồng đốt và sản sinh công suất. Từ thế kỷ 20, các công ty đã cho ra mắt nhiều hệ thống phun nhiên liệu như phun 1 điểm, phun trực tiếp, gián tiếp,… Đến nay, ta có 2 loại công nghệ phun nhiên liệu chính phổ biến nhất là phun GDI – Gasonline Direct Injection (phun nhiên liệu trực tiếp) và EFI – Electronic Fuel Injection (phun xăng điện tử hay còn gọi là phun xăng gián tiếp).
Về cơ bản, 2 công nghệ phun nhiên liệu này đều là cách thức để truyền tải nhiên liệu vào buồng đốt của động cơ. Tuy nhiên, về chi tiết thì giữa 2 hệ thống sẽ có sự khác biệt cùng một số loại phun nhiên liệu khác của 2 công nghệ này. Bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về hệ thống phun nhiên liệu đa điểm MPFI – MultiPoint Fuel Injection.
Đặc điểm cấu tạo hệ thống phun nhiên liệu đa điểm MPFI
MultiPoint Fuel Injection là một trong 3 dạng của hệ thống phun xăng điện tử EFI. Thấy được các ưu nhược điểm của 2 dạng trước là hệ thống phun xăng đơn điểm và phun xăng 2 điểm, các nhà sản xuất đã cải tiến và cho ra mắt hệ thống phun xăng đa điểm với hiệu quả tốt hơn và linh hoạt hơn trong quá trình làm việc.
Cơ cấu của EFI hay GDI nhìn chung đều phức tạp, nhưng cơ bản chúng đều ghi nhận tín hiệu từ các cảm biến rồi gửi về ECU – bộ xử lý trung tâm để điều chỉnh vòi phun (thời gian phun, lưu lượng phun,…). Các cảm biến cần có và liên quan đến hệ thống phun nhiên liệu như cảm biến lưu lượng khí nạp, cảm biến oxy, cảm biến vị trí xupap, cảm biến tốc độ động cơ, cảm biến nhiệt độ chất làm mát,…
Khác với việc bố trí vòi phun ở trước bướm ga như hệ thống phun đơn điểm hay có thêm một vòi phun ở sau bướm ga của hệ thống phun 2 điểm, với hệ thống phun đa điểm thì mỗi xi lanh sẽ có một vòi phun riêng được lắp đặt trước xupap nạp. Cấu tạo này cho phép hiệu suất hòa trộn linh hoạt hơn và hiệu suất tốt hơn vì nhiên liệu sẽ được đảm bảo hút hoàn toàn vào xi lanh.
Nguyên lý làm việc của MPFI là hệ thống sẽ lấy tín hiệu từ góc quay trục khuỷu, hệ thống sẽ xác định thời điểm phun chính xác để không khí hòa trộn với nhiên liệu một cách tối ưu nhất và bị hút vào buồng đốt. Và vì phun ở ngoài xupap trước rồi mới được đưa vào buồng đốt nên hệ thống này đôi khi còn được gọi là hệ thống phun đa “cổng” (MultiPort Injection) hay phun gián tiếp.
Ngoài ra, hệ thống MPFI cũng có ba loại: loại thứ nhất là BATCHED (nhiên liệu được phun vào các xi lanh theo nhóm đồng thời mà không kết hợp chính xác với bất kỳ hành trình nạp của xi lanh nào), loại thứ hai là phun nhiên liệu đồng thời (tất cả xi lanh cùng được phun nhiên liệu cùng một lúc) và loại thứ ba là phun tuần tự (quá trình phun sẽ được định thời gian để trùng khớp với hành trình nạp của mỗi xi lanh).
Ưu điểm của hệ thống phun nhiên liệu đa điểm
✔ Hỗn hợp nhiên liệu không khí đồng đều hơn khi được cấp vào xi lanh, từ đó hạn chế thấp nhất sự khác biệt về chênh lệch công suất giữa các xi lanh.
✔ Rung động và tiếng ồn của MPFI giảm, tuổi thọ các bộ phận tăng.
✔ Các phản ứng xảy ra ngay lập tức, nhất là trong trường hợp tăng hay giảm tốc đột ngột. Do đó, quá trình vận hành xe được cải thiện.
✔ Giảm thiểu mức độ phát thải vì lượng hỗn hợp nhiên liệu khí được cung cấp chính xác hơn vào buồng đốt, dẫn đến việc kích nổ diễn ra hoàn toàn.
Bên cạnh đó, vẫn có một vài điều đáng quan tâm của hệ thống này, đơn cử như loại phun đa điểm đồng thời hay theo nhóm thì sẽ gây ra độ trễ và không phù hợp khi phun như nhau cùng lúc mà các xi lanh có thể chưa đồng đều nhau về hành trình. Đồng thời, quá trình sửa chữa bảo dưỡng cũng sẽ phức tạp hơn do có nhiều linh kiện khác nhau, kéo theo chi phí cao hơn. Ngoài ra, cơ chế này đòi hỏi khắt khe đầu vào của nhiên liệu, đảm bảo nhiên liệu chất lượng, không bị pha trộn, không nhiễm tạp chất vì dễ gây ảnh hưởng tới quá trình phun và các cảm biến.
Ứng dụng của hệ thống MPFI
Hệ thống phun nhiên liệu đa điểm MPFI ngày nay được sử dụng cực kỳ phổ biến, hầu như các dòng xe phổ thông ngày nay đều đang sử dụng cơ chế này. Ví dụ như hãng xe Toyota trước đây, xe Toyota Camry năm 1985 sử dụng cơ chế phun xăng đơn điểm thì Toyota Previa 1990 cùng các dòng trở về sau đều đã sử dụng phun xăng đa điểm.
Ngoài ra các hãng xe điển hình sử dụng hệ thống này có thể nhắc đến như Honda, Mazda, Hyundai,… vì hiệu quả sử dụng cùng sự tiết kiệm nhiên liệu của cơ chế mang lại nên việc sử dụng phổ biến không quá bất ngờ và xa lạ.
Bạn có thể tìm hiểu thêm
Cách hoạt động cơ bản hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp
Cách hoạt động cơ bản hệ thống phun nhiên liệu thân bướm ga
Tại sao cần phải vệ sinh kim phun động cơ ô tô?
Nguồn tham khảo: aermech, bosh
