Sunday, August 17, 2014

Hệ thống phun xăng trực tiếp và gián tiếp

Hệ thống phun xăng trực tiếp và gián tiếp
Tăng công suất, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu khí xả độc hại vào môi trường là những vấn đề các hãng xe luôn vươn tới. Lần lượt, hệ thống phun xăng điện tử rồi phun xăng trực tiếp ra đời thay thế hoàn toàn cho bộ chế hòa khí.

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 với 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.
Trong những động cơ hiện đại, chúng ta thường nghe tới hệ thống phun xăng trực tiếp GDI (Gasonline Direct Injection) hoặc hệ thống phun xăng điện tử EFI (Electronic Fuel Injection). Vậy giữa 2 hệ thống nhiên liệu này có gì khác biệt?
Điểm khác biệt cơ bản nhất giữa GDI và EFI là vị trí của vòi phun nhiên liệu. Hệ thống GDI sử dụng vòi phun nhiên liệu trực tiếp vào trong buồng cháy với áp suất lớn, còn hệ thống EFI phun nhiên liệu bên ngoài buồng cháy - phun gián tiếp. Như vậy hệ thống GDI, hỗn hợp (nhiên liệu, không khí) sẽ hình thành bên trong buồng cháy, còn EFI, hỗn hợp sẽ hình thành bên ngoài rồi mới qua xupap nạp vào bên trong buồng cháy.
Vòi phun của hệ thống nhiên liệu EFI đa điểm
Hệ thống EFI được chia làm 3 loại chính:
- 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.
Trên thực tế, hệ thống phun xăng điện tử EFI đã xuất hiện từ những năm 1950, nhưng phải đến những năm 1980, hệ thống này mới thực sự phát triển rộng rãi tại Châu Âu. Trên những mẫu xe hiện tại vẫn sử dụng hệ thống nhiên liệu EFI, tuy nguyên lý cơ bản không thay đổi nhưng nhờ có công nghệ điện tử điều khiển phát triển đã giúp cho hệ thống này ngày càng hoàn thiện và đạt hiệu quả cao hơn rất nhiều.
Còn với hệ thống GDI thì phải tới tận năm 1996, hãng Mitsubishi mới chính thức sử dụng trên mẫu xe Galant Legnum. Đây là một bước đột phá trong lịch sử phát triển hệ thống nhiên liệu cho động cơ đốt trong. Cho dù ý tưởng sử dụng vòi phun nhiên liệu trực tiếp vào trong buồng cháy cho động cơ xăng đã có từ rất lâu nhưng do quá nhiều yếu tố chủ quan - khách quan khiến cho nhiều hãng tên tuổi phải “lùi bước”. Với việc lắp một vòi phun nhiên liệu bên trong xilanh (giống động cơ diesel) với áp suất phun cao, nhà sản xuất hoàn toàn có thể đẩy tỉ số nén của động cơ lên cao, giúp hỗn hợp không khí-nhiên liệu “tơi” hơn. Quá trình cháy diễn ra “hoàn hảo”, hiệu suất động cơ cao hơn, công suất lớn hơn, tiết kiệm nhiên liệu hơn và đặc biệt là giảm thiểu khí xả vào môi trường.
 
Mặt cắt động cơ 3.5L V6 của Lexus sử dụng hệ thống nhiên liệu GDI
Về cấu tạo của hệ thống nhiên liệu EFI hay GDI 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 lương, áp suất). Dưới đây là một số cảm biến quan trọng:
- Cảm biến lượng khí nạp: đo lượng không khí xy lanh hút vào.
- Cảm biến ôxy: đo lượng ôxy 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 xupap: 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.
Hệ thống nhiên liệu GDI có nhiều ưu điểm hơn 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 lý do quan trọng khiến hệ thống GDI không phổ biến như EFI.

Điều cần biết về hệ phun nhiên liệu điện tử

Tài liệu tham khảo
Điều cần biết về hệ phun nhiên liệu điện tử
Theo sự phát triển của công nghệ, ngành công nghiệp ô tô và xe máy đã được thừa hưởng nhiều cải tiến trong khoa học, trong đó đáng chú ý nhất là nhiều dòng xe gắn máy đã được trang bị hệ thống phun nhiên liệu điện tử (EFI). Tuy nhiên, phản ánh qua Chuyên trang Ô tô-Xe máy Báo SGGP gần đây, nhiều người tiêu dùng cho biết, họ đã và đang sử dụng loại xe này nhưng không biết cân chỉnh nhiên liệu, thay thế phụ tùng ở đâu?

 
 
  • Hiểu cơ bản về EFI
Mô hình nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng EFI.
Hệ thống phun xăng điện tử EFI (Electronic Fuel Injection) dường như đã trở thành thiết bị chuẩn của ngành xe hơi trong thời gian qua. Nói một cách dễ hiểu nhất, hệ thống phun xăng điện tử đấy là việc pha trộn chính xác tỉ lệ khí/nhiên liệu, giúp xe nhạy nổ, ít hao xăng, thải ít khí độc hơn.

Đặc biệt hơn, nó khó bị “can thiệp” để làm thay đổi công suất máy sai nguyên tắc, vì thế  khiến chúng trở thành sự lựa chọn số một. Không dừng lại ở đó, EFI ngày nay đã được ứng dụng rộng rãi sang phân khúc xe máy phân khối lớn như SH, Dylan..., cụ thể gần đây nhất là mẫu Future Neo F1 được sản xuất tại Việt Nam.

Theo các chuyên gia kỹ thuật, mấu chốt của EFI chính là khả năng pha trộn tỷ lệ không khí/nhiên liệu linh động và cực kỳ chính xác thông qua ECU (Electronic Control Unit), hiệu quả hơn rất nhiều so với bộ chế hòa khí (bình xăng con) như trước đây. Như chúng ta đã biết, mức tối ưu của hỗn hợp không khí/nhiên liệu là 14,7:1, song không phải lúc nào tỷ lệ trên cũng tốt cho động cơ.

Thông qua các cảm biến nhiệt độ, tốc độ, cảm biến oxy…, ECU sẽ lựa chọn một tỷ lệ không khí/nhiên liệu thích hợp nhất-dao động từ khoảng 11:1 khi máy nguội đến 14,7:1 khi vận hành ở điều kiện chuẩn. Tuy rất hiện đại, hiệu quả đi đôi với trị giá cao, song quy trình kiểm tra, bảo dưỡng hay sửa chữa cũng phức tạp hơn rất nhiều.
  • Lợi bất cập hại?
Chiếc GP800 - Scooter đầu tiên trên thế giới V-Twin dung tích 850cc sử dụng hệ thống EFI. Ảnh: T.L
Nằm dưới sự kiểm soát của ECU nên hệ thống điện ảnh hưởng lớn đến mức độ hiệu quả của EFI. Bên cạnh đó, thiết bị chính, ống phun nhiên liệu cũng đóng vai trò khá quan trọng. Do tỷ lệ hòa trộn nhiên liệu đã được tính chính xác nên cặn bẩn trong nhiên liệu và chất lượng nhiên liệu kém là kẻ thù số một của hệ thống phun nhiên liệu điện tử.

Cũng theo các chuyên gia kỹ thuật, với điều kiện người sử dụng xe tại Việt Nam hiện nay, không khéo việc sử dụng xe gắn máy có hệ thống phun xăng EFI sẽ làm phiền nhiều hơn là làm lợi cho người tiêu dùng. Đầu tiên có thể kể đến đó là vấn đề chất lượng nhiên liệu. Độ cặn cùng chỉ số xăng là điều cần quan tâm khi sử dụng xe có EFI.

Theo các chuyên gia, nếu đã sử dụng xe gắn máy có EFI thì tốt nhất người sử dụng nên chọn loại xăng A95 và thường xuyên kiểm tra lọc nhiên liệu để bảo đảm EFI luôn hoạt động tốt. Vì chỉ cần một ít cặn bám vào đầu phun hay chỉ số xăng không phù hợp là có thể khiến EFI làm việc không hiệu quả, xe mất công suất, thậm chí khó nổ máy. Bên cạnh đó, kiến thức và kinh nghiệm của đại đa số thợ sửa xe máy trong nước hiện nay chưa đủ để có thể can thiệp vào EFI. Mà có đủ thì cũng khó có thể tìm phụ tùng thay thế đúng tiêu chuẩn.

Gần đây có thông tin cho rằng, sắp tới nhiều hãng xe gắn máy trong nước và khối liên doanh đang chuẩn bị đưa ra thị trường nhiều dòng xe có hệ phun nhiên liệu EFI, người tiêu dùng vừa mừng nhưng lại vừa lo. Mừng là được sử dụng dòng xe máy có công nghệ cao.

Nhưng theo người tiêu dùng họ lo là khi sử dụng dòng xe này, nhà phân phối có cam kết sẽ triển khai một mạng lưới bảo hành, bảo trì rộng khắp đến tận các tiệm sửa xe lề đường để kịp thời cân chỉnh xăng khi xe có hệ thống phun xăng EFI gặp sự cố hay không? Nhiều ý kiến còn cho rằng, nếu đưa dòng xe gắn máy này ra thị trường thậm chí nhà sản xuất phải có “cam kết” với người tiêu dùng về quyền lợi sử dụng của họ ít nhất là từ 7 đến 10 năm trở lên.

Bởi lẽ, mỗi dòng xe có “sống” được lâu hay không là phụ thuộc vào thị trường, nếu dòng xe có hệ thống phun nhiên liệu điện tử không tồn tại được một cách “phổ thông” với người tiêu dùng thì những người đã sở hữu xe sẽ tìm nơi nào để thay thế phụ tùng, cân chỉnh, bảo trì bảo dưỡng?  Có thể nói, đây là điều mà người tiêu dùng trong nước cần cân nhắc trước khi chọn mua xe có EFI hay không? Nếu đã sử dụng thì nên trang bị một kiến thức tương đối cơ bản để có thể biết cách sử dụng và bảo quản dòng xe này đúng cách.

Bảng mã lổi - Đèn báo hỏng trong hệ thống PGM-FI

Bảng mã lổi - Đèn báo hỏng trong hệ thống PGM-FI
Đèn báo hỏng trong hệ thống PGM-FI hiển thị mã lỗi (mã lỗi từ 0 đến 33). Khi đèn sáng 1.3 giây thì bằng 10 nhấp nháy. Ví dụ đèn nháy dài 1.3 giây 1 lần và 2 nháy ngắn 0.5 giây thì đèn báo lổi là 12.


Khi có nhiều hơn một mã lỗi thì đèn báo hỏng nhấp nháy theo thứ tự từ nhỏ đến lớn. Ví dụ: Đèn nháy 1 lần sau đó nháy 2 lần thì có 2 lỗi là lỗi số 1 và 2. Dưới đây là bảng mã lỗi theo đèn báo sự cố trên máy chẩn đán mà Oto-Hui gởi đến bạn đọc .









Đánh giá bài viết: Bảng mã lổi - Đèn báo hỏng trong hệ thống PGM-FI
đánh
1 nhấp nháy
Sự cố trong mạch cảm biến MAP
7 nhấp nháy
Sự cố trong mạch cảm biến ECT
8 nhấp nháy
Sự cố trong mạch cảm biến TP
9 nhấp nháy
Sự cố trong mạch cảm biến IAT
12 nhấp nháy
Sự cố mạch đầu kim phun
21 nhấp nháy
Sự cố mạch cảm biến oxy
23 nhấp nháy
Sự cố  cảm biến oxy
29 nhấp nháy
Sự cố mạch  IAC
33  nhấp nháy
Sự cố E2 – PROM trong ECU
54  nhấp nháy
Sự cố cảm biến góc
Do hiện nay ngoài các xe đời cũ thì các xe đời mới ở Việt Nam vẫn còn trang bị hệ thống OBD1 ( Mazda premacy 2004, Ford laser 2001...) nhưng chưa có bài viết nào tổng hợp cách xuất lỗi bằng tay các xe này cả. Hnay e mạo muội viết bài này, nếu các pác có kiến thức thì bổ sung , chia sẻ cho a e cùng học hỏi nha.


Các pác nối chân A với chân B như trên hình, rồi bật công tắc máy sang ON, nhớ đừng khởi động máy, sau đó đọc đèn check
12 hệ thống OK
13 hở mạch cảm biến ô xy
14 điện trở cảm biến nhiệt độ động cơ bị ngắn mạch hoặc điện trở cao
15 điện trở cảm biến nhiệt độ động cơ bị hở mạch hoặc điện trở thấp
16 lỗi mạch hệ thống đánh lửa
17 lỗi cảm biến vị trí cam
18 sai tín hiệu cảm biến cam hoặc cảm biến trục khuỷu
19 lỗi mạch cảm biến trục khuỷu
21 lỗi cảm biến bướm ga
22 lỗi cảm biến bướm ga -tín hiệu điện áp thấp
23 lỗi cảm biến nhiệt độ khí nạp, giá trị thấp
24 lỗi mạch cảm biến tốc độ xe
25 lỗi cảm biến nhiệt độ khí nạp, giá trị cao
26 lỗi mạch mô đun điều khiển
27 lỗi mạch mô đun điều khiển số 2
28 lỗi mạch mô đun điều khiển
29 lỗi mạch mô đun điều khiển số 4
31 lỗi cảm biến vị trí cam
32 lỗi mạch hệ thống luân hồi khí thải
33 lỗi cảm biến áp suất không khí, giá trị cao
34 lỗi cảm biến áp suất không khí, giá trị thấp
35 lỗi mạch cảm biến bộ điều khiển không tải
36 lỗi mạch hệ thống đánh lửa
38 lỗi mạch phanh-đầu vào
39 lỗi mạch ly hợp-đầu vào
41 lỗi mạch cảm biến cam, lỗi mạch điều khiển đánh lửa
42 electronic spark timing (EST) circuit grounded
43 kcảm biến kích nổ
or electronic spark control circuit fault
44 cảm biến ô xy-khí thải nghèo
45 cảm biến ô xy-khí thải giàu
47 lỗi hộp điều khiển động cơ hoặc thân xe
48 mất lửa
52 mạch nhiệt độ dầu động cơ, tín hiệu nhiệt độ thấp
53 lỗi điện áp ắc qui hoặc EGR or pass-key II circuit
54 lỗi hệ thống EGR hoặc mạch bơm xăng điện áp thấp
57 bộ điều khiển tăng áp
58 lỗi hệ thống chống trộm
61 lỗi điều khiển hệ thống lạnh hoặc cảm biến ô xy xuống cấp
62 báo nhiệt độ nhớt cao
63 hở mạch cảm biến ô xy hoặc cảm biến áp suất không khí
64 cảm biến ô xy bên phải cho giá trị nghèo
65 cảm biến ô xy bên phải cho giá trị giàu
66 mạch cảm biến áp suất hệ thống lạnh-thấp
67 mạch cảm biến áp suất hệ thống lạnh hoặc mạch ly hợp A/C
68 lỗi rờ le máy nén
69 lỗi ly hợp hệ thống lạnh-áp suất cao
70 áp suất môi chất làm lạnh cao
71 lỗi cảm biến nhiệt độ bay hơi hệ thống lạnh
73 lỗi hệ thống bay hơi A/C - cao
75 lỗi solenoid #1
76 lỗi solenoid #2
77 lỗi solenoid #3
79 cảm biến tốc độ xe-tín hiệu cao
80 cảm biến tốc độ xe-tín hiệu thấp
81 lỗi phanh-đầu vào
82 IC
85 lỗi PROM
86 lỗi tín hiệu analog/digital
87 lỗi bộ nhớ EEPROM
99 hộp điều khiển