Hệ thống phun xăng trực tiếp: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Hệ thống phun xăng trực tiếp GDI ngày càng phổ biến, được trang bị trên hầu hết những dòng xe ô tô hiện đại Cùng tìm hiểu lý do khiến hệ thống GDI có sức ảnh hưởng lớn đến như vậy.

Hệ thống phun xăng trực tiếp là gì?

Hệ thống phun xăng trực tiếp (GDI) thực hiện việc phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt động cơ, thay vì phun ở ngay cửa nạp. Hệ thống này hạn chế tình trạng cặn bám trên đường ống nạp ngay phía trước xupap, giúp tăng công suất hoạt động, giảm khí thải, tiết kiệm nhiên liệu.

Hệ thống GDI thực hiện việc phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt động cơ

Được ứng dụng lần đầu trên ô tô vào năm 1953, cho tới nay, hệ thống phun xăng GDI vẫn không ngừng được cải tiến, hoàn thiện về cấu tạo, nguyên lý hoạt động nhằm đạt hiệu quả cao nhất trong vận hành. 

Cấu tạo hệ thống phun xăng trực tiếp

Cấu tạo của hệ thống phun xăng trực tiếp GDI gồm hai phần thấp áp và cao áp. Chúng có sự tương quan, hỗ trợ lẫn nhau trong quá trình hoạt động. 

Phần thấp áp: 

Bộ phận thấp áp bao gồm bơm xăng, lọc xăng, van điều áp được đặt trong thùng xăng. Áp suất nhiên liệu từ 4,5 – 6 kg/cm2 tùy vào mẫu xe – cao hơn so với áp suất của hệ thống phun xăng đa điểm MPI thông thường. Hoạt động của phần thấp áp trong động cơ phun xăng trực tiếp giúp duy trì tính ổn định của lực tác động lên bơm cao áp.

Phần cao áp:

Phần cao áp gồm các chi tiết bơm cao áp, ống rail, kim phun và cảm biến áp suất ống rail. Bơm cao áp thực hiện nhiệm vụ nén nhiên liệu có áp suất thấp từ bơm xăng lên thành nhiên liệu áp suất cao, tích trữ tại ống rail. Cảm biến áp suất ống rail đảm nhận vai trò cung cấp thông tin cho ECU.

Khi vận hành, bộ vi xử lý trong ECU sẽ tính toán và nhận biết áp suất thực tế trong ống rail và điều chỉnh van FPRV – van điều áp trên bơm cao áp. Tới thời điểm áp suất cao vào buồng đốt động cơ, kim phun nhiên liệu sẽ được điều khiển bởi ECU.

Cấu tạo của hệ thống phun xăng trực tiếp

Nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng trực tiếp

Nguyên lý hoạt động hệ thống phun xăng trực tiếp tương tự với động cơ dầu. Yếu tố khác biệt của hệ thống phun xăng GDI nằm ở tia lửa điện để đốt cháy hòa khí. Theo nguyên lý hoạt động, hệ thống GDI có 2 chế độ nạp chính:  

Nạp phân tầng:

Chế độ nạp phân tầng sử dụng ở chế độ tải vừa và nhỏ. Theo đó, nhiên liệu được phun vào trong kỳ nén, tức là gần với thời điểm đánh lửa, động cơ hoạt động với tỷ lệ hòa khí hơi loãng với 65:1. Lúc này, chỉ có một lượng nhiên liệu nhỏ tập trung ngay trước bugi. Tuy nhiên lượng khí NOx (NO, NO2, N2O, N2O3, N2O4, N2O5) thải ra môi trường lớn nên van EGR sẽ được tăng lên kịp thời để giảm nồng độ NOx.

Nạp đồng nhất:

Ở chế độ tải nặng, nhiên liệu được phun trong kỳ nạp giúp hòa khí đạt được sự đồng nhất. Tại đây, động cơ hoạt động với tỷ lệ hòa khí hơi giàu hoặc cân bằng, van EGR không hoạt động vì tỷ lệ NOx phát thải ít.

Hệ thống phun xăng trực tiếp GDI xác định chế độ nạp dựa trên tỷ lệ hòa khí. Hộp đen của xe lựa chọn chế độ phù hợp nhằm tạo sự ổn định trong vận hành của động cơ.

Mặc dù hệ thống phun xăng trực tiếp được ứng dụng  trong nhiều thập kỷ và không ngừng được cải tiến. Đến nay, hệ thống này vẫn được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô với những dòng xe đạt hiệu suất động cơ cao và tiết kiệm nhiên liệu. Nổi bật là hai dòng xe VinFast Lux SA2.0 và Lux A2.0 được trang bị hệ thống phun xăng trực tiếp cao cấp, nâng cao hiệu quả hoạt động cũng như đảm bảo quá trình vận hành trơn tru, an toàn. 

Tham khảo thông tin và đặt mua các dòng xe ô tô của VinFast như VinFast Fadil, VinFast Lux A2.0, VinFast Lux SA2.0, VinFast President và VinFast VF e34 hoặc gọi điện đến hotline 1900 232389 để được hướng dẫn chi tiết