1. Ở chế độ không tải chuẩn
+ Đối với bộ chế hòa khí:
Bướm ga hầu như đóng kín, xăng không được hút ra từ họng chính vì độ chân không của họng nhỏ, mà xăng được hút qua đường không tải thông với không gian sau bướm ga. Lúc ấy trong xylanh có hệ số khí sót rất lớn, muốn cho động cơ chạy ổn định cần có hòa khí đậm (l=0,6). Do hòa khí rất đậm sẽ gây ra suất tiêu hao nhiên liệu rất lớn và lượng độc hại của thành phần khí xả bao gồm CO và HC rất lớn.
+ Đối với hệ thống phun xăng điện tử:
Để tạo một thành phần hòa khí hoàn hảo nhất thì thông thường nó được thực hiện bằng hai van khí chỉ điều chỉnh riêng thành phần không khí. Còn lượng xăng đưa vào bao nhiêu được quyết định bởi tốc độ động cơ. Hệ thống này ưu việt hơn hẳn bộ chế hòa khí do trong chế hòa khí xăng được đưa vào chế độ không tải là nhờ độ chân không sau bướm ga hoàn toàn không điều khiển được lượng xăng còn hệ thống phun xăng điện tử lượng xăng đưa vào được tính toán một cách chính xác. Có thể nói trong hệ thống phun xăng điện tử số vòng quay không tải thấp nhất, hỗn hợp cháy không tải nhạt nhất mà vẫn đảm bảo sự làm việc của động cơ.
2. Ở chế độ tăng tốc
+ Đối với bộ chế hòa khí:
Khi đột ngột tăng tốc hỗn hợp trở nên nhạt đột ngột, một lượng nhiên liệu sẽ được bù thêm vào trong suốt quá trình tăng tốc. Hơn nữa trong một thời gian ngắn khi tăng tốc động cơ chấp nhận sử dụng hỗn hợp có l=0,9 để đạt được mômen cực đại. Tín hiệu nhận biết tăng tốc là sự thay đổi đột ngột vị trí bướm ga thông qua hệ thống cơ khí làm cho bơm tăng tốc ngay lập tức phun một lượng xăng vào trước họng đảm bảo hỗn hợp không quá nhạt.
+ Đối với hệ thống phun xăng điện tử:
Cũng tương tự bộ chế hòa khí cần thêm nhiên liệu để hỗn hợp không bị nhạt. Để đảm bảo lượng xăng chính xác tạo cho quá trình chuyển tiếp được tốt và đạt sức kéo lớn trong khi tăng tốc thì tín hiệu được xác định lượng nhiên liệu phun cần thiết dựa trên nhiệt động cơ và sự thay đổi đột ngột vị trí bướm ga.
Tín hiệu để nhận biết tăng tốc chính là tín hiệu của cảm biến bướm ga. Đối với bướm ga kiểu chiết áp tín hiệu để nhận biết xe tăng tốc chính là sự thay đổi đột ngột điện áp ở chân giữa của chiết áp. Nếu bình thường thì ECU phải biết được sự thay đổi lượng khí nạp vào hoặc sự thay đổi của độ chân không đường nạp, sau đó tính toán lượng xăng cần thiết, như thế sẽ quá lâu. Để tăng tốc thì khi ECU nhận được tín hiệu thay đổi đột ngột của bướm ga, thì ngay lập tức nó dựa vào nhiệt độ động cơ để phun chứ không cần biết lưu lượng khí hoặc độ chân không đường nạp là bao nhiêu. Vòi phun sẽ phun thêm một lượng nhiên liệu trong vài chu trình (tùy theo từng hãng) chờ sẵn ở đường nạp mỗi xilanh.
2.3.3. Chế độ khởi động động cơ
+ Đối với bộ chế hòa khí:
Khi khởi động, số vòng quay động cơ nhỏ nên độ chân không ở họng rất nhỏ, nhiên liệu bị hút vào ít, không tơi và khó bay hơi do nhiệt độ thấp. Do đó để dễ dàng cho việc khởi động cần có thêm một lượng nhiên liệu để hỗn hợp có thể đậm hơn. Để giải quyết vấn đề này bộ chế thường dùng bướm gió, do khi khởi động bướm ga đóng kín nên độ chân không sau bướm ga lớn nên cả hệ thống chính và hệ thống không tải đều hoạt động làm cho hỗn hợp đậm theo yêu cầu. Khi động cơ đã nổ, để tránh hiện tượng hỗn hợp quá đậm do chưa mở bướm ga thì trên bướm ga lắp một van khí nhằm bù thêm không khí khi động cơ đã nổ mà chưa mở bướm ga
+ Đối với động cơ phun xăng:
Khi động cơ vừa khởi động do tốc độ động cơ dao động rất lớn vì thế phép đo lượng không khí vào không chính xác. Lúc này lượng xăng phun dựa vào tín hiệu khởi động và nhiệt độ động cơ. Trong suốt quá trình khởi động không chỉ có một lượng xăng lớn được vòi phun phun vào mà một lượng nhiên liệu nữa cũng được phun bởi vòi phun khởi động lạnh đặt ở giữa đường chia khí phía sau bướm ga. Một công tắc nhiệt lắp trên đường nước làm mát động cơ sẽ xác định thời gian vòi phun khởi động lạnh làm việc, công tắc này đặc biệt là ngoài việc nhận nhiệt từ nước làm mát nó còn được đốt nóng bởi một dòng điện trong quá trình động cơ khởi động. Mục đích của việc đốt nóng công tắc nhiệt là khi trời quá lạnh công tắc nhiệt sẽ tự cắt sau 7¸8 giây nhằm tránh hiện tượng sặc xăng. Lượng nhiên liệu phun thêm vào là cần thiết do trong quá trình khởi động số vòng quay rất thấp nên sự xoáy lốc tạo hỗn hợp rất kém làm cho hỗn hợp rất nghèo ngoài ra do nhiệt độ đường ống nạp thấp nên nhiên liệu bay hơi hòa trộn rất ít mà đa phần bị ngưng đọng trên đường ống nạp. Để giải quyết vấn đề này và tạo cho động cơ lạnh dễ dàng thì vòi phun khởi động lạnh phun thêm nhiên liệu trong một thời gian ngắn khi động cơ khởi động.
Thay đổi đặc tính phun khi khởi động được rất nhiều hãng áp dụng đối với loại xe không trang bị vòi phun khởi động riêng. Lượng xăng phun thêm sẽ do các vòi phun chính đảm nhiệm. Thay vì chỉ phun 1 hoặc 2 lần. ECU sẽ điều khiển xăng phun nhiều lần trong một chu trình động cơ nhằm tạo mục đích tạo ra hỗn hợp đậm. Lượng xăng phun thêm sẽ giảm dần khi tốc độ động cơ vượt qua một ngưỡng nhất định tùy theo nhiệt độ và số vòng quay.
Khi động cơ phun xăng khởi động không chỉ có một lượng xăng được phun thêm mà thời điểm đánh lửa cũng được quá trình khởi động và quá trình sưởi ấm máy mỗi lần khởi động. Tín hiệu để tạo sự hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa là tốc độ động cơ, nhiệt độ động cơ và nhiệt độ khí nạp. Nếu nhiệt độ động cơ lạnh và tốc độ động cơ thấp thì góc đánh lửa tốt nhất là ở gần điểm chết trên. Nếu góc đánh lửa quá lớn thì có thể gây nguy hiểm do sự trở ngược của mô men quay gây hư hỏng môtơ khởi động. Nếu tốc độ động cơ ban đầu lớn và thêm nữa góc đánh lửa cũng được hiệu chỉnh tốt thì động cơ sẽ dễ dàng khởi động và nhiệt độ động cơ tăng lên nhanh chóng. Nếu động cơ nóng, sự trả ngược của mômen quay thậm trí xảy ra với góc đánh lửa nhỏ, nguyên nhân là do hỗn hợp của nhiên liệu và không khí hòa trộn rất tốt nên khả năng cháy và tốc độ cháy lớn. Để giải quyết vấn đề này góc đánh lửa được giảm bớt tương xứng khi nhiệt độ động cơ tăng lên. Và góc đánh lửa cũng vì thế mà giảm đi nhiệt độ không khí đương nạp cao hơn nhiệt độ cuối nén của động cơ nhằm tránh kích nổ có thể xảy ra.
Sau khi khởi động, ở mức nhiệt độ thấp, vẫn cần thiết phun thêm một lượng nhiên liệu nữa để bù cho hỗn hợp nghèo do đa phần nhiên liệu đều bám trên thành vách xi lanh. Lượng nhiên liệu tăng thêm cũng làm tăng thêm mômen vì thế cải thiện được chế độ không tải sang chế độ có tải. Quá trình chạy sau khi khởi động cũng được điều chỉnh sao cho động cơ hoạt động mà không gặp phải vấn đề gì trong bất kỳ mức nhiệt độ nào, và đạt được sự tiêu thụ nhiên liệu là thấp nhất. Lượng nhiên liệu được sử dụng thời kỳ sau khởi động được điều chỉnh dựa vào nhiệt độ và thời gian. Giá trị nhiệt độ ban đầu được điều chỉnh gần như tuyến tính với thời gian.
4. Quá trình sấy nóng động cơ (Quá trình không tải nhanh)
+ Đối với động cơ dùng chế hòa khí cổ điển thường không được thiết kế hệ thống sấy do đó những động cơ sử dụng chế hòa khí thường bị tổn thất rất lớn làm tụt công suất thời kỳ khởi động lạnh.
+ Đối với động cơ phun xăng quá trình sấy nóng động cơ bắt đầu sau khi khởi động. Trong suốt quá trình sấy nóng động cơ phải cần thêm một lượng nhiên liệu nữa để bù vào phần nhiên liệu đọng trên thành vách xi lanh khi xi lanh còn nguội. Nếu xăng này không được thêm vào thì tốc độ động cơ sẽ bị giảm xuống sau khi vòi phun khởi động lạnh làm kéo dài thời gian chạy ấm làm tăng tổn thất nhiệt và làm giảm công suất động cơ thời kỳ khởi động.
+ Vào thời kỳ này do động cơ lạnh nên sự tính toán chính xác lượng nhiên liệu là rất khó. Tại vì một lượng rất lớn nhiên liệu bị ngưng tụ lại nơi cuối đường ống thành những giọt nhiên liệu. Chỗ nhiên liệu này rất khó bay hơi khi động cơ còn lạnh. Do đó khi nhiệt độ thấp một lượng nhiên liệu nữa phải được thêm vào hỗn hợp sao cho sự bốc cháy trong xi lanh hoàn hảo nhất tại mọi nhiệt độ.
+ Thời điểm đánh lửa cũng phụ thuộc vào nhiệt độ động cơ do đó trong chương trình này góc đánh lửa cũng phải thay đổi. Hiệu ứng nhiệt độ được chương trính hóa riêng biệt cho mỗi kỳ khởi động, không tải, xuống dốc, nửa tải và toàn tải.
+ Lượng nhiên liệu thêm vào hỗn hợp nhiên liệu và không khí trong quá trình chạy ấm máy không đủ để đảm bảo động cơ chạy tốt nhất là ở chế độ không tải. Một động cơ lạnh sự cản trở masat bên trong cao hơn nhiều động cơ đã nóng, điều đó có nghĩa là số vòng quay không tải của một động cơ lạnh sẽ dễ dàng bị tụt xuống dẫn tới chết máy. Để đảm bảo vấn đề đó không xảy ra thì động cơ phải cần một lượng lớn khí hỗn hợp. Động cơ nhận lượng khí này từ van khí phụ. Van này mở cho phép động cơ được nhận thêm không khí lấy từ trước bướm ga. Lượng không khí này được xác định từ cảm biến lưu lượng khí nạp và lượng nhiên liệu được thêm vào một cách tương ứng. Lượng hỗn hợp thêm vào này đảm bảo động cơ chạy tại chế độ không tải mà không gặp phải vấn đề gì. Khi nhiệt độ động cơ đủ lớn thì van khí phụ cũng nóng làm lượng khí đi tắt qua bướm ga bị giảm dần và cắt hẳn đúng như yêu cầu. Van khí này bao gồm một thanh lưỡng kim sẽ điều chỉnh tiết diện lưu thông của thiết bị tùy theo nhiệt độ động cơ. Thiết bị bổ xung không khí còn được trang bị một mách điện đốt nóng, giống như công tắc nhiệt cho phép điều chỉnh một cách chủ động thời gian đóng mở cửa kênh nối bổ xung không khí.
+ Để hoàn thiện quá trình chạy sấy nóng động cơ, một số hệ thống phun sử dụng một cartographie bổ xung cho chương trình chạy ấm máy. Các số liệu chuẩn này cho phép xác định hệ số làm đậm khi sấy nóng tùy theo số vòng quay và tải trọng động cơ. Hệ số này sẽ nhỏ khi tải trọng và vòng quay nhỏ.
5. Chế độ toàn tải
Ở chế độ toàn tải động cơ đạt công suất lớn nhất tại l= 0.9 ¸ 0.95 do đó đối với cả động cơ sử dụng chế hòa khí và động cơ phun xăng tại chế độ toàn tải lượng nhiên liệu được đưa thêm vào để động cơ đạt được mômen cực đại. Động cơ phun xăng hỗn hợp được làm đậm thêm bằng cách tăng thời gian phun tùy theo loại động cơ và kiểu ôtô, mức độ làm đậm khi chạy toàn tải tùy thuộc vào các giá trị đã được lập trình từ trước. Khi động cơ làm việc ở l<1 mạch điều chỉnh l không làm việc. Đối với một số động cơ phun xăng lượng nhiên liệu phun thêm vào vừa đảm bảo đạt mômen cực đại vừa tránh được kích nổ nhờ thay đổi góc đánh lửa sớm, việc thay đổi góc đánh lửa sớm được thông qua một chương trình điều khiển có tính đến các yếu tố liên quan được thông qua một số chương trình điều khiển có tính đến các yếu tố liên quan đến hiện tượng kích nổ như nhiệt độ khí nạp, nhiệt độ động cơ, nhiệt độ khí xả và tiếng gõ kích nổ (nếu được trang bị cảm biến kích nổ).
6. Chế độ giảm tốc đột ngột (Quá trình không tải cưỡng bức)
Trong quá trình giảm tốc, động cơ chạy với tốc độ cao ngay cả khi bướm ga đóng kín. Do vậy lượng khí nạp vào xylanh giảm xuống và độ chân không trong đường nạp trở nên rất lớn. Ở chế hòa khí, xăng bám trên thành ống của đường ống nạp sẽ bay hơi và vào trong xylanh do độ chân không đường ống nạp tăng đột ngột, kết quả là một hỗn hợp quá đậm, quá trình cháy không hoàn toàn và làm tăng lượng xăng cháy không hết (HC) trong khí xả. Ở động cơ EFI, việc phun nhiên liệu bị loại bỏ khi bướm ga đóng và động cơ chạy tại tốc độ lớn hơn một giá trị nhất định, do vậy nồng độ HC trong khí xả giảm xuống và giảm lượng tiêu hao nhiên liệu.
