Đang tải...

Cơ bản Hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp (GDI)

Thảo luận trong 'Động cơ' bắt đầu bởi lenhathieu, 16/6/17.

----->>>> SỰ KIỆN SẮP DIỄN RA: VIETNAM CARTECH FEST - 04.07.2021 <<<<----- - - - ->>>> TÌM VIỆC Ô TÔ - TÌM AUTOJOBS <<<<- - - -
  1. lenhathieu
    Offline

    lenhathieu Tài xế O-H

    Tham gia ngày:
    28/2/16
    Số km:
    7
    Được đổ xăng:
    110
    Xăng:
    557 lít xăng
    #1 lenhathieu, 16/6/17
    Last edited by a moderator: 18/7/18
    Chào các bác, giới thiệu với các bác e là sinh viên trường làng. Chuyện là kỳ vừa rồi em có làm một cái bài tìm hiểu về hệ thống nhiên liệu trên động cơ xăng, ngặt cái là tài liệu về hệ thống GDI bằng tiếng việt ít quá, toàn ghi chung chung, thế là em phải ra tận bên tây kiếm cái tài liệu tiếng anh về đọc để làm cái bài nộp thầy cho nó hoành tráng. Nay e dịch lại và rút vài ý chính từ cái tài liệu ấy ra tiếng việt để các bác tham khảo. Do trình độ tiếng anh học lỏm và ngữ văn của em cũng có hạn nên không thể viết nó ra một cách khoa học và đầy đủ như các tiền bối được nhưng hy vọng giúp các bác khái quát phần nào về cái gọi là GDI. Thôi không dài dòng nữa em xin phép bắt đầu

    GDI.jpg

    HỆ THỐNG PHUN NHIÊN LIỆU TRỰC TIẾP GDI (GASOLINE DIRECT INJECTION)

    I. Giới thiệu

    Những thành công cơ bản của ngành công nghệ ô tô, công suất cao hơn, lượng tiêu hao nhiên liệu ít hơn, giảm thiểu được các tổn thất, giảm tiếng ồn và tăng cảm giác thoải mái khi sử dụng. Với sự gia tăng nhanh chóng về số lượng, ảnh hưởng của ô tô đến tình trạng ô nhiễm không khí cũng ngày càng lớn dần theo từng ngày. Các cơ quan bảo vệ môi trường đang ngày càng xiết chặt tiêu chuẩn khí thải. Kể từ khi động cơ sử dụng chế hòa khí không thể đạt được tỷ lệ hòa khí chuẩn ở các điều kiện làm việc khác nhau của động cơ, bộ xúc tác cũng không thể sử dụng được trên loại động cơ này. Do đó, những động cơ này có trị số phát thải cao và hiệu quả kém. Hệ thống phun nhiên liệu trên đường ống nạp (PFI) đã được sử dụng thay thế cho hệ thống nhiên liệu sử dụng chế hòa khí từ thập niên 80 của thế kỷ trước. Ở hệ thống phun nhiên liệu, lượng khí nạp có thể được tính toán chính xác và nhiên liệu được phun ổ cổ góp khí nạp. bằng cách sử dụng cảm biến lambda ở trên đường ống xả. Tỷ lệ hòa khí được giữ ở chế độ ổn định. Hệ thống nhiên liệu nếu không được điều khiển điện tử thì không bao giờ đáp ứng được các tiêu chuẩn về phát thải.

    Nếu so sánh hệ thống PFI so với hệ thống nhiên liệu sử dụng chế hòa khí thì có những ưu điểm sau đây.

    1. Lượng khí thải ít hơn

    2. Gia tăng hiệu quả thể tích và từ đó nâng cao công suất và

    3. Giảm lượng tiêu hao nhiên liệu. Ở động cơ sử dụng chế hòa khí, nhiên liệu không thể được cung cấp đồng đều về lượng và tỷ lệ hòa khí cho từng xi lanh

    4. Tốc độ đáp ứng của động cơ khi vị trí bướm ga thay đổi nhanh hơn. Điều này gia tăng sự thoải mái khi sử dụng phương tiện.

    5. Ít tiếng ồn hơn

    Mặc dù hệ thống PFI đã có những ưu điểm, nhưng nó vẫn không thể đáp ứng liên tục các yêu cầu về hiệu suất, tiêu chuẩn khí thải, tiết kiệm nhiên liệu. Do đó, hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp (GDI) đã ra đời và bắt đầu được đưa vào sử dụng thay thế cho hệ thống PFI từ thập niên 90.

    GDI3.jpg
    Hệ thống GDI có những đặc điểm mà chúng ta không có được ở hệ thống PFI: tránh được tình trạng nhiên liệu bám trên đường ống nạp, nâng cao độ chính xác của tỷ lệ hòa khí, giảm thiểu tổn thất của việc trao đổi khí bằng các chế độ phân tầng, đồng nhất, loãng. Giúp cho động cơ đạt được hiệu suất nhiệt cao hơn, tăng tỷ số nén, giảm thiểu lượng tiêu hao nhiên liệu và lượng phát thải CO2. Ngoài ra còn gia tăng hiệu suất, hiệu quả thể tích nhờ vào làm lạnh khí nạp, khả năng khởi động lạnh tốt hơn và gia tăng sự thoải mái khi lái xe.

    II. Sự hình thành hòa khí và chế độ hoạt động của động cơ GDI

    II.1. Sự hình thành hòa khí

    Với động cơ sử dụng chế hòa khí, hỗn hợp nhiên liệu và không khí được hòa trộn bên ngoài xi lanh. Với động cơ sử dụng hệ thống PFI, hòa khí được hình thành cả trong lẫn ngoài xi lanh. Còn ở động cơ GDI, hòa khí được hình thành hoàn toàn bên trong xi lanh

    upload_2017-6-16_17-6-5.png

    Lần lượt từ trái qua phải: chế hòa khí, PFI, GDI

    Thay vì phun ở ngay cửa nạp như hệ thống PFI, hệ thống GDI phun nhiên liệu trực tiếp vào bên trong xi lanh với áp suất cao. Trong kì nạp, chỉ có không khí đi qua xupap nạp và vào bên trong xi lanh. Việc này đảm bảo cho sự điều khiển quá trình phun tốt hơn và đặc biết có thể cung cấp nhiên liệu trễ hơn cụ thể là trong kì nén, khi mà xupap nạp đã đóng. Ở PFI, có một ưu điểm là đường ống nạp còn đóng vai trò như một buồng tiền- bay hơi giúp nhiên liệu hòa trộn tốt hơn. Đối với GDI, vì thiếu thời gian để bay hơi nên nhiên liệu được phun vào trong xi lanh với áp suất cực cao để hỗ trợ quá trình bay hơi và phân tán trong xi lanh. Thời gian cho quá trình phun là cực kì ít, phun quá sớm sẽ làm ướt piston, phun quá trễ sẽ làm giảm thời gian hòa trộn không khí.Ở PFI, có một màng nhiên liệu bám trên đường ống nạp ngay trước xupap nạp, điều này sẽ làm chậm khả năng bay hơi của nhiên liệu. Đặc biệt ở chế độ khởi động lạnh, việc tăng lượng nhiên liệu để giữ cho tỷ lệ hòa khí đạt mức chuẩn là vô cùng cần thiết. Do có lớp màng trên nên gây ra hiện tượng thừa nhiên liệu và dẫn tới tình trạng lượng HC phát thải ra môi trường tăng cao khi đang khởi động lạnh. Nhưng ở GDI, bằng việc phun nhiên liệu trực tiếp vào xi lanh để xóa bỏ hoàn toàn tình trạng trên và đồng thời đạt được lượng nhiên liệu chính xác nhất cung cấp cho động cơ.

    Ở động cơ GDI, có 2 chế độ nạp cơ bản là nạp phân tầng ( stratified charge) và nạp đồng nhất (homogeneous charge), Ở chế độ tải nhỏ và vừa, chế độ nạp phân tầng-phun trễ được sử dụng. Nhiên liệu được phun vào trong kì nén. Chế độ đồng nhất-phun sớm được sử dụng khi động cơ ở chế độ tải nặng. Nhiên liệu được phun vào trong kì nạp để tạo thời gian giúp hòa khí có được đạt đồng nhất. Hầu hết ở chế độ này, động cơ hoạt động với tỷ lệ hòa khí cân bằng hoặc hơi giàu nếu ở tải nặng. Ở điều kiện tải thấp hơn, động cơ hoạt động với tỷ lệ hòa khí hơi loãng ( khoảng 20-25) nhằm tiết kiệm nhiên liệu.
    upload_2017-6-16_17-6-21.png

    Ở GDI, sử dụng 3 loại buồng cháy để giúp nhiên liệu tập trung ngay trước bugi tại thời điểm đánh lửa ở chế độ nạp phân tầng. Sự khác biệt giữa 3 loại buồng cháy đó là phương pháp để đưa nhiên liệu đến ngay trước bugi.

    upload_2017-6-16_17-6-33.png


    Wall guided: nhiên liệu được đưa đến gần bugi bằng cách sử dụng piston có hình dạng đặc biệt. Nhưng ở loại buồng cháy này, nhiên liệu không thể bay hơi hoàn toàn, do đó làm tăng lượng HC và CO phát thải ra môi trường và tăng lượng tiêu hao nhiên liệu.

    Air guided: nhiên liệu được phun vào xuôi theo dòng khí nạp và được đưa đến gần bugi nhờ sự chuyển động của dòng khí. Phương pháp này giúp cho bề mặt piston và vách xi lanh không bị ướt bởi nhiên liệu.

    Ở cả 2 loại buồng cháy trên, vòi phun được đặt xa bugi

    Spray guided: ở loại buồng cháy này, nhiên liệu được phun vào và bay hơi gần bugi. Loại buồng cháy này cho hiệu quả cao nhất đồng thời nó cũng đòi hòi hệ thống phun tiên tiến để đáp ứng quá trình làm việc.

    II.2. Chế độ hoạt động

    GDI hoạt động ở nhiều chế độ khác nhau tùy thuộc vào tải và tốc độ động cơ giúp tạo ra sự ổn định và hiệu quả cho quá trình làm việc của động cơ. Có 3 chế độ làm việc cơ bản, chế độ phân tầng (stratified), chế độ đồng nhất-loãng ( homogeneous lean), chế độ đồng nhất ( homogeneous).

    ECU sẽ chọn 1 trong các chế độ trên. Mỗi chế độ được xác định bằng tỷ lệ hòa khí. Tỷ lệ hòa khí cân bằng ở động cơ xăng là 14,7:1 (λ=1). Nhưng ở chế độ phân tầng, tỷ lệ hòa khí có thể lên đến 65:1, từ đó giúp tiết kiệm nhiên liệu.

    Chế độ phân tầng: được sử dụng cho động cơ ở điều kiện tải nhỏ với tốc độ thấp và không đổi. Nhiên liệu được phun vào gần thời điểm đánh lửa, cùng với kết cấu buồng cháy, chỉ có một lượng nhiên liệu nhỏ tập trung trước bugi. Điều này cho phép động cơ hoạt động ở chế độ cực loãng với tỷ số nén cao, việc mà PFI và chế hòa khí không thể làm được. Tuy nhiên lượng NOx phát thải ra môi trường ở chế độ này lại tăng nên van EGR được kích hoạt để giảm thiểu lượng Nox.

    Chế độ đồng nhất: được dùng ở điều kiện tải nặng, tốc độ cao, độ mở bướm ga rộng. Tỷ lệ hòa khí có thể cân bằng hoặc giàu hơn một ít (λ xấp xỉ 1 hoặc λ < 1). Nhiên liệu được phun vào trong kì nạp để tạo thêm thời gian hình thành hòa khí. Với tỷ lệ hòa khí như trên thì lượng NOx phát thải ra ít nên van EGR không hoạt động.

    Chế độ đồng nhất-loãng: được dùng ở điều kiện tải và tốc độ trung bình, tỷ lệ hòa khí cân bằng hoặc hơi loãng (λ xấp xỉ 1 hoặc λ > 1). Van EGR được kích hoạt để giảm lượng NOx.

    Ngoài ra còn có một chế độ phụ khác là chế độ đồng nhất-phân tầng (chế độ trung gian). Chế độ này được dùng ở điều kiện tăng ga, chuyển từ chế độ phân tầng sang chế độ đồng nhất. Quá trình phun ở chế độ này được phun thành 2 đợt. Đợt 1, nhiên liệu được phun ở kì nạp và hầu hết lượng nhiên liệu được phun ở đợt này. Đợt 2, nhiên liệu được phun vào kì nén. Phun 2 lần giúp làm giảm muội than, giảm lượng tiêu hao nhiên liệu ở tốc độ thấp của động cơ khi chuyển từ chế độ phân tầng sang đồng nhất. Phun 2 đợt còn được sử dụng để gia nhiệt nhanh chóng cho chất xúc tác ở chế độ phân tầng. Ở điều kiện tải nặng và tốc độ thấp, thời gian quá trình cháy kéo dài và nhiệt độ động cơ cao nên dễ sinh ra hiện tượng kích nổ. Phun 2 đợt cũng được dùng ở điều kiện này để giảm thời gian đốt cháy và ngăn chặn kích nổ.

    upload_2017-6-16_17-7-32.png

    Đồ thị trên biểu diễn chế độ hoạt động của động cơ sử dụng GDI với trục tung biểu hiện cho tải, trục hoành biểu hiện cho tốc độ động cơ.

    III. Hệ thống cung cấp nhiên liệu

    Hệ thống cung cấp nhiên liệu ở GDI đòi hỏi áp suất nhiên liệu phải cao ( trong khoảng 4-13 Mpa so với PFI chỉ 0,25-0,45 Mpa). Các bộ phận chính của hệ thống GDI bao gồm: thùng nhiên liệu, bơm thấp áp, lọc nhiên liệu, bơm cao áp, ống phân phối, cảm biến áp suất cao, vòi phun, van điều áp.

    upload_2017-6-16_17-8-8.png

    1: bình nhiên liệu; 2: bơm thấp áp (bơm điện); 3: lọc nhiên liệu; 4: bơm cao áp; 5: ống phân phối; 6: van điều áp; 7: cảm biến áp suất nhiên liệu; 8: vòi phun áp suất cao.

    Nguyên lý: nhiên liệu được bơm từ bình chứa qua lọc đến bơm cao áp với áp suất khoảng 0,35 MPa. Bơm cao áp được dẫn động từ động cơ sẽ đưa nhiên liệu đến ống phân phối với áp suất 4-13 MPa. Áp suất này được xác định bởi cảm biến áp suất và có thể được điều chỉnh bằng các dữ liệu ứng dụng dựa trên chế độ làm việc của động cơ. Việc giữ cho áp suất trong ống phân phối được cố định là vô cùng quan trọng vì nó ảnh hưởng đến công suất động cơ, lượng khí phát thải và tiếng ồn. Do đó có một van điều áp để ổn định áp suất trong ống phân phối. Van này sẽ cho một lượng nhiên liệu vừa đủ quay lại bình chứa.Bộ phận quan trọng nhất của hệ thống GDI chính là kim phun, được gắn trên giữa ống phân phối và buồng cháy và được điều khiển đóng mở bởi ECU.

    upload_2017-6-16_17-8-35.png
    Đây là file gốc:https://www.fshare.vn/file/ZDI76Y39PKHD
    Đây là file chuyên sâu hơn nữa:https://www.fshare.vn/file/5C1VYZTUJUD1
    Các bác thấy chỗ nào thiếu sót hay bị sai xin bổ sung giúp em. Cảm ơn các bác
    Sr các bạn dạo này bận quá, e đã fix lại link rồi đấy ạ
     
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, overfly2312, giapdhsd56 tài xế khác.
  2. vanhuynhcrm
    Offline

    vanhuynhcrm Tài xế O-H

    Tham gia ngày:
    14/4/17
    Số km:
    33
    Được đổ xăng:
    245
    Xăng:
    848 lít xăng
    Cảm ơn bác, bài viết dễ hiểu, rất có ích.
     
    Đã được đổ xăng bởi overfly2312, Vuduyson, chivinh9928 tài xế khác.
  3. mazda248
    Offline

    mazda248 Tài xế O-H

    Tham gia ngày:
    9/5/17
    Số km:
    6
    Được đổ xăng:
    112
    Xăng:
    736 lít xăng
    rất hay, nhưng mà file gốc fshare chết cả rồi ko dow được bác ơi
     
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, overfly2312, Vuduyson26 tài xế khác.
  4. lenhathieu
    Offline

    lenhathieu Tài xế O-H

    Tham gia ngày:
    28/2/16
    Số km:
    7
    Được đổ xăng:
    110
    Xăng:
    557 lít xăng
    e đã fix lại link rồi đấy bác ạ
     
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, overfly2312, Vuduyson25 tài xế khác.
  5. mazda248
    Offline

    mazda248 Tài xế O-H

    Tham gia ngày:
    9/5/17
    Số km:
    6
    Được đổ xăng:
    112
    Xăng:
    736 lít xăng
    THANKS BÁC. ĐÃ TẢI ĐƯỢC RỒI
     
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, overfly2312, Vuduyson26 tài xế khác.
  6. nguyenlethu
    Offline

    nguyenlethu Tài xế O-H

    Tham gia ngày:
    12/10/17
    Số km:
    1
    Được đổ xăng:
    27
    Xăng:
    379 lít xăng
    thank!
     
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, overfly2312, Vuduyson24 tài xế khác.
  7. PhongChelsea
    Offline

    PhongChelsea Tài xế O-H

    Tham gia ngày:
    5/5/17
    Số km:
    5
    Được đổ xăng:
    41
    Xăng:
    210 lít xăng
    Bác ơi link die mất r, có thể up lại cho e đc k ạ, e cám ơn
     
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, overfly2312, Vuduyson21 tài xế khác.
  8. hoanghuy92
    Offline

    hoanghuy92 Tài xế O-H

    Tham gia ngày:
    22/5/17
    Số km:
    32
    Được đổ xăng:
    149
    Xăng:
    1,018 lít xăng
    cam on bác..rất bổ ích
     
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, Vuduyson, namnguyenqs20 tài xế khác.
  9. trungdongdo
    Offline

    trungdongdo Tài xế O-H

    Tham gia ngày:
    15/4/17
    Số km:
    78
    Được đổ xăng:
    508
    Xăng:
    3,835 lít xăng
    link chết rồi bác ơi
     
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, overfly2312, Vuduyson22 tài xế khác.
  10. calik96
    Offline

    calik96 Tài xế O-H

    Tham gia ngày:
    23/2/16
    Số km:
    2
    Được đổ xăng:
    28
    Xăng:
    391 lít xăng
    bác có thể cho e xin tài liệu đó được không ạ? e đang nghiên cứu về phần này!
     
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, overfly2312, Vuduyson20 tài xế khác.
  11. phamquyet0105
    Offline

    phamquyet0105 Tài xế O-H

    Tham gia ngày:
    22/3/18
    Số km:
    3
    Được đổ xăng:
    47
    Xăng:
    401 lít xăng
    hay quá
     
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, overfly2312, Vuduyson19 tài xế khác.
  12. phamquyet0105
    Offline

    phamquyet0105 Tài xế O-H

    Tham gia ngày:
    22/3/18
    Số km:
    3
    Được đổ xăng:
    47
    Xăng:
    401 lít xăng
    cam on moi nguoi
     
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, overfly2312, Vuduyson19 tài xế khác.
  13. DANGDV
    Offline

    DANGDV Tài xế O-H

    Tham gia ngày:
    19/6/17
    Số km:
    14
    Được đổ xăng:
    119
    Xăng:
    578 lít xăng
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, overfly2312, Vuduyson17 tài xế khác.
  14. nhutlyhong2304
    Offline

    nhutlyhong2304 Tài xế O-H

    Tham gia ngày:
    23/1/19
    Số km:
    7
    Được đổ xăng:
    68
    Xăng:
    513 lít xăng
    Hay !
     
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, overfly2312, Vuduyson14 tài xế khác.
  15. phucnguyenba
    Offline

    phucnguyenba Tài xế O-H

    Tham gia ngày:
    21/5/18
    Số km:
    72
    Được đổ xăng:
    654
    Xăng:
    4,407 lít xăng
    Cám ơn bạn. bài viết của bạn rất hay. Nếu có bài nào nữa đăng lên cho mọi người cùng nghiên cứu học hỏi nhé.
     
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, overfly2312, Vuduyson12 tài xế khác.
  16. nguyenvncuong
    Offline

    nguyenvncuong Tài xế O-H

    Tham gia ngày:
    26/8/18
    Số km:
    49
    Được đổ xăng:
    378
    Xăng:
    1,109 lít xăng
    anh ơi có thể cho e xin link của tai liệu ko . link cũ bị lỗi rôi ạ
    hoặc cho e xin tai liệu qua gmail: nguyenvancuong0238@gmail.com. e đang am đê tai vê GDI ạ !
     
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, overfly2312, Vuduyson12 tài xế khác.
  17. Cai banh xe
    Offline

    Cai banh xe Kích thích nghĩa là kích vào chỗ người ta Thích!

    Tham gia ngày:
    26/11/09
    Số km:
    28,612
    Được đổ xăng:
    88,076
    Xăng:
    511,748 lít xăng
    Bác đang phạm quy, khi đăng địa chỉ hộp thư điện tử ở đây
     
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, overfly2312, Vuduyson12 tài xế khác.
  18. nguyenvncuong
    Offline

    nguyenvncuong Tài xế O-H

    Tham gia ngày:
    26/8/18
    Số km:
    49
    Được đổ xăng:
    378
    Xăng:
    1,109 lít xăng
    a có thể cho e xin tài liệu về GDI ko ạ . e đang làm về đề tài GDI tài liệu e tìm hạn chế quá. và về phần thông số bản vẽ cũng ko có ạ ????
     
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, overfly2312, Vuduyson10 tài xế khác.
  19. Cai banh xe
    Offline

    Cai banh xe Kích thích nghĩa là kích vào chỗ người ta Thích!

    Tham gia ngày:
    26/11/09
    Số km:
    28,612
    Được đổ xăng:
    88,076
    Xăng:
    511,748 lít xăng
    Bác đưa ra yêu cầu thế thì chả ai giúp được
     
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, overfly2312, Vuduyson12 tài xế khác.
  20. chidungmazda
    Offline

    chidungmazda Tài xế O-H

    Tham gia ngày:
    11/4/19
    Số km:
    16
    Được đổ xăng:
    79
    Xăng:
    626 lít xăng
    Xin lỗi bác link die hết rồi ạ. Tài liệu này rất bổ ích với lính mới như e
     
    Đã được đổ xăng bởi thahdien331, overfly2312, Vuduyson10 tài xế khác.

Chia sẻ trang này