1. Khái niệm hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí động cơ xăng:
Hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí cho động cơ xăng là một tập hợp các thành phần và thiết bị quan trọng trong một động cơ xăng, nhằm đảm bảo quá trình đốt cháy hiệu quả và hoạt động ổn định của động cơ. Điều này có ý nghĩa quan trọng đối với hiệu suất, tiết kiệm nhiên liệu và khả năng vận hành của phương tiện.
Hệ thống này bao gồm nhiều thành phần cơ bản, mỗi thành phần đóng một vai trò riêng biệt để tạo ra sự kết hợp hoàn hảo giữa nhiên liệu (xăng) và không khí. Bể chứa nhiên liệu là nơi lưu trữ xăng, trong khi bơm nhiên liệu đảm bảo xăng được cung cấp với áp suất đủ để đưa nó đến các bộ phận khác của hệ thống.
Bộ lọc nhiên liệu loại bỏ các tạp chất và bụi bẩn có thể gây hại cho động cơ, đảm bảo xăng sạch khi vào hệ thống. Kim phun nhiên liệu là bộ phận quan trọng để phun xăng vào buồng đốt động cơ theo lịch trình và tỷ lệ cần thiết.
Không khí cũng đóng vai trò quan trọng, và hệ thống hút không khí đảm bảo cung cấp đủ lượng không khí cần thiết cho quá trình đốt cháy. Không khí thường được lọc qua bộ lọc không khí để loại bỏ bụi bẩn trước khi vào buồng đốt.
Bên cạnh các thành phần cơ bản, hệ thống còn dựa vào bộ điều khiển điện tử (ECU) để quản lý và điều khiển các hoạt động của hệ thống. ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến và điều chỉnh tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu và không khí phù hợp với điều kiện làm việc của động cơ.
Tóm lại, hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí cho động cơ xăng không chỉ đảm bảo sự hoàn hảo trong quá trình đốt cháy mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu của phương tiện, tạo nền tảng cho hoạt động vận hành mượt mà và bền bỉ
2. Nhiệm vụ của hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí động cơ xăng:
Hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí trong động cơ xăng có mục tiêu chính là tạo ra hỗn hợp nhiên liệu và không khí có tỷ lệ chính xác, cần thiết để đảm bảo quá trình đốt cháy diễn ra hiệu quả. Điều này đòi hỏi sự kết hợp chính xác giữa lượng nhiên liệu và lượng không khí để tạo thành hỗn hợp hoàn chỉnh, được gọi là hỗn hợp nhiên liệu-không khí hoặc hòa khí.
Hệ thống bắt đầu bằng việc cung cấp xăng từ bể chứa thông qua bơm nhiên liệu, sau đó xăng đi qua bộ lọc để loại bỏ tạp chất và bụi bẩn. Cùng lúc, không khí cũng được hút vào hệ thống thông qua bộ lọc không khí để loại bỏ các hạt bẩn có thể gây hại cho quá trình đốt cháy.
Xăng và không khí sau đó gặp nhau tại kim phun nhiên liệu, nơi xăng được phun vào không khí để tạo thành hỗn hợp nhiên liệu-không khí. Hỗn hợp này sau đó được đưa vào buồng đốt của động cơ để chờ quá trình cháy diễn ra.
Trong quá trình hoạt động, bộ điều khiển điện tử (ECU) quản lý tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu-không khí dựa trên các thông tin từ cảm biến như tốc độ động cơ, tải trọng và áp suất không khí. ECU điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu và lượng không khí để tạo ra hỗn hợp nhiên liệu-không khí tối ưu cho quá trình đốt cháy.
Tóm lại, hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí trong động cơ xăng có nhiệm vụ chính là tạo ra hỗn hợp nhiên liệu-không khí hoàn hảo và điều chỉnh tỷ lệ của nó để đảm bảo quá trình đốt cháy diễn ra một cách hiệu quả và tiết kiệm nhiên liệu.
3. Phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí động cơ xăng:
Dựa trên cấu tạo bộ phận tạo thành hoà khí thì hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí động cơ xăng chia ra làm hai loại:
– Hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí
– Hệ thống nhiên liệu dùng vòi phun
3.1. Hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí:
a. Cấu tạo
Hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí trong động cơ xăng được cấu tạo từ một số bộ phận chính, mỗi bộ phận có nhiệm vụ quan trọng trong quá trình cung cấp hoà khí vào động cơ. Dưới đây là mô tả về cấu tạo của hệ thống này:
– Thùng xăng: Đây là nơi chứa nhiên liệu (xăng) để cung cấp cho động cơ. Thùng xăng có thể nằm ở phía sau hoặc dưới sàn xe tùy theo thiết kế của từng loại xe.
– Bầu lọc xăng: Bầu lọc xăng là bộ phận giúp loại bỏ cặn bẩn và tạp chất có thể có trong nhiên liệu. Nhờ bầu lọc xăng, xăng được cung cấp tới bộ chế hoà khí mà không gây tắc nghẽn hoặc hỏng hóc hệ thống.
– Bơm xăng: Bơm xăng có nhiệm vụ hút nhiên liệu từ thùng xăng và đẩy nó tới bộ chế hoà khí. Bơm xăng giúp tạo áp lực để đảm bảo nhiên liệu có thể chảy mượt và đủ lượng tới bộ chế hoà khí.
– Bộ chế hoà khí: Đây là bộ phận quan trọng trong hệ thống, nơi mà nhiên liệu (xăng) và không khí được kết hợp và pha trộn với nhau để tạo thành hoà khí. Bộ chế hoà khí điều chỉnh tỷ lệ nhiên liệu và không khí dựa trên các thông số như tốc độ động cơ và tải trọng.
– Bầu lọc khí: Bầu lọc khí giúp loại bỏ bụi bẩn và tạp chất từ không khí trước khi nó vào buồng đốt. Điều này đảm bảo rằng không khí đạt chất lượng tốt và không gây hại cho động cơ.
Tổng cộng, những bộ phận này hoạt động cùng nhau để tạo ra hoà khí sạch và phù hợp để đảm bảo hoạt động hiệu quả của động cơ xăng
b. Nguyên lí làm việc
Khi động cơ xăng hoạt động, quá trình cung cấp nhiên liệu và không khí diễn ra theo các nguyên tắc sau:
– Kỳ nạp: Trong giai đoạn này, piston di chuyển từ Điểm Chết Trên (ĐCT) xuống Điểm Chết Dưới (ĐCD), tạo ra một sự giảm áp suất trong buồng đốt (xilanh). Do chênh áp suất, không khí bên ngoài sẽ được hút vào xilanh thông qua bầu lọc khí và họng khuếch tán của bộ chế hoà khí.
– Bộ chế hoà khí: Tại bộ chế hoà khí, không khí hút vào sẽ pha trộn với xăng. Xăng được bơm từ thùng xăng thông qua bầu lọc xăng và đưa lên buồng phao. Buồng phao điều chỉnh mức xăng trong bộ chế hoà khí. Khi không khí hút qua, xăng cũng được hút lên và hoà trộn với không khí để tạo thành hoà khí.
– Hoà khí vào xilanh: Hoà khí sau khi được tạo thành sẽ theo đường ống nạp đi vào trong xilanh của động cơ thông qua van nạp. Quá trình này chuẩn bị cho giai đoạn cháy và phát triển công suất trong các kỳ tiếp theo của động cơ.
Tóm lại, quá trình cung cấp nhiên liệu và không khí trong động cơ xăng là một quy trình kỳ công để tạo ra hoà khí chất lượng để đảm bảo sự hoạt động hiệu quả và hiệu suất của động cơ
3.2. Hệ thống phun xăng:
a. Cấu tạo
Trong hệ thống phun xăng, xăng được phun vào đường ống nạp hoặc trực tiếp vào xilanh để hoà trộn với không khí và tạo thành hoà khí để đảm bảo quá trình đốt cháy hiệu quả trong động cơ. Hệ thống này có cấu tạo gồm các bộ phận chính như sau:
– Bộ điều khiển phun (ECU – Electronic Control Unit): Bộ điều khiển phun có nhiệm vụ quản lý và điều khiển chế độ làm việc của vòi phun hoà khí. Nó nhận thông tin từ các cảm biến trên động cơ như nhiệt độ động cơ, tốc độ quay trục khuỷu, độ mở của bướm ga, và xử lý thông tin để phát ra tín hiệu điều khiển chế độ làm việc của vòi phun.
– Bộ điều chỉnh áp suất: Bộ điều chỉnh áp suất giữ cho áp suất xăng ở vòi phun ổn định và duy trì ở một giá trị nhất định trong suốt quá trình làm việc của động cơ. Điều này đảm bảo việc phun xăng diễn ra đúng lượng và thời điểm, từ đó tối ưu hoá quá trình đốt cháy.
– Vòi phun: Vòi phun chứa xăng và có cấu trúc giống một chiếc van. Nó được điều khiển bằng tín hiệu điện từ bộ điều khiển phun. Khi nhận được tín hiệu, vòi phun sẽ mở và phun xăng vào trong xilanh hoặc đường ống nạp, tạo sự hoà trộn cần thiết với không khí.
Hệ thống phun xăng đảm bảo sự cung cấp xăng chính xác và điều chỉnh được lượng nhiên liệu theo các yêu cầu khác nhau của động cơ, giúp tăng hiệu suất hoạt động, tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải gây ô nhiễm
b. Nguyên lí làm việc
Khi động cơ xăng hoạt động, quá trình cung cấp nhiên liệu và không khí diễn ra một cách hiệu quả để đảm bảo quá trình đốt cháy tối ưu. Quá trình này có sự tương tác phức tạp giữa các bộ phận và điều khiển trong hệ thống phun xăng. Dưới đây là mô tả chi tiết về quá trình hoạt động của hệ thống phun xăng:
– Hút không khí: Khi pit-tông đi xuống ở giai đoạn kì nạp, tạo ra áp suất thấp trong xilanh. Sự chênh lệch áp suất này dẫn đến việc hút không khí từ môi trường vào xilanh qua đường ống nạp và bộ chế hoà khí.
– Cung cấp xăng: Bơm xăng đảm nhận nhiệm vụ hút xăng từ thùng xăng và đẩy xăng tới bộ chế hoà khí. Qua quá trình này, xăng luôn có áp suất nhất định sẵn sàng cho việc phun.
– Phun xăng và hoà trộn: Quá trình phun xăng được điều khiển bởi bộ điều khiển phun (ECU). Bộ điều khiển phun nhận thông tin từ các cảm biến động cơ như nhiệt độ, tốc độ quay, và điều chỉnh lượng xăng phun vào buồng đốt. Xăng được phun thành từng giọt nhỏ và hoà trộn với không khí để tạo thành hoà khí có tỉ lệ nhiên liệu phù hợp với chế độ làm việc của động cơ.
Hệ thống phun xăng có khả năng điều chỉnh linh hoạt theo các yếu tố như tốc độ quay, tải trọng, nhiệt độ môi trường và yêu cầu hiệu suất khác nhau của động cơ. Điều này giúp đảm bảo quá trình cháy hiệu quả, tăng hiệu suất hoạt động của động cơ và giảm khí thải gây ô nhiễm môi trường.
