Kiến thức ô tô

Tìm hiểu về nguyên lý nạp phân tầng trên động cơ GDI

Rate this post

(news.oto-hui.com) – Trong động cơ GDI, việc lắp đặt kim phun trong xi lanh có áp suất phun cao hơn sẽ làm tăng tỷ số nén của động cơ, dẫn tới hỗn hợp “tươi” hơn. 1 phần nhờ vào các mẫu hình nạp tương đồng và phân tầng, nó mang đến hiệu suất động cơ cao hơn, nhiều công suất hơn và tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn. Vậy tải tương đồng và tải phân lớp trên động cơ GDI thì sao?

Động cơ phun trực tiếp GDI có 2 cơ chế tải căn bản: tải phân tầng (Các khoản phí theo bậc) và tải đồng đều (Phí tương đồng); bao gồm cả chất tương đồng pha loãng (Lean tương đồng). Có 1 cơ chế phụ khác, Homogenize-Layer (Chế độ trung gian). Chế độ này được sử dụng cho các điều kiện tăng tốc, chuyển từ cơ chế xếp tầng sang cơ chế tương đồng.

Hai chế độ sạc cơ bản là sạc phân tầng và sạc đồng nhất.
Hai cơ chế sạc căn bản là sạc phân tầng và sạc tương đồng..
  • Chế độ tiêm trễ nguồn cấp dữ liệu phân lớp: Thực hiện ở cơ chế tải thấp và trung bình. Nhiên liệu được bơm vào trong công đoạn nén.
  • Tiêm sơ bộ nguồn cấp dữ liệu tương đồng: Khi động cơ chạy vận tốc cao và tải nặng, độ mở van tiết lưu phệ. Tỉ lệ ko khí trên ko khí có thể bằng hoặc cao hơn 1 chút (λ khoảng 1 hoặc λ <1). Nhiên liệu được bơm vào trong công đoạn nạp để tạo thời kì cho sự tương đồng giữa ko khí với ko khí. Phần nhiều ở cơ chế này, động cơ chạy với tỉ lệ hòa khí thăng bằng, và nếu chịu tải nặng, động cơ sẽ giàu hơn 1 chút. Ở tỉ lệ bộ chế hòa khí trên, lượng khí thải NOx thấp nên van EGR ko hoạt động.
  • Chế độ pha loãng tương đồng: Sử dụng ở vận tốc vừa phải và tải với tỉ lệ ko khí thăng bằng hoặc hơi loãng (λ khoảng 1 hoặc λ> 1). Van EGR được kích hoạt để giảm lượng NOx.
  • Chế độ phân lớp tương đồng (cơ chế trung gian): Đã bao gồm 2 lần bơm lúc chuyển từ cơ chế phân tầng sang cơ chế tương đồng với tăng ga. Ở lần phun thứ 2, nó được dùng để làm hot nhanh chất xúc tác ở cơ chế phân tầng, không những thế còn giúp giảm thời kì cháy và chống kích nổ, giảm muội than và giảm mất dần nhiên liệu ở vận tốc thấp.

Chế độ tải theo công đoạn trên phương tiện GDI:

1. Thiết kế của piston buồng đốt:

Để đạt được công đoạn đốt cháy sạch và hiệu quả và đốt cháy hỗn hợp thấp mà vẫn phục vụ đề nghị về công suất phát ra, hình hình dáng học của piston cũng phải khác với các loại thông thường để đạt hiệu quả vận hành.

  Tìm hiểu về hệ thống thông khí PCV

Trong GDI, 3 loại buồng đốt được sử dụng để giúp tập hợp nhiên liệu phía trước bugi lúc bắn ở cơ chế nạp theo tầng. Sự dị biệt giữa 3 buồng đốt là phương thức phân phối nhiên liệu trước bugi.

Các loại buồng đốt trong GDI. Động cơ
Loại buồng đốt cho động cơ GDI.

chỉ dẫn tường: 1 piston có hình trạng đặc trưng được sử dụng để đưa nhiên liệu tới gần bugi. Nhưng ở loại buồng đốt này, nhiên liệu ko được hóa hơi hết, làm tăng lượng HC và CO thải ra môi trường, làm tăng mức mất dần nhiên liệu.

dẫn đường hàng ko: Nhiên liệu được đưa vào phía hạ lưu của ko khí nạp và được đưa tới gần bugi nhờ di chuyển của luồng ko khí. Phương pháp này giúp ngăn nhiên liệu làm ướt bề mặt piston và thành xylanh.

  • Ở cả 2 loại buồng đốt, vòi phun đều nằm cách xa bugi.

Chỉ dẫn phun: Trong loại buồng đốt này, nhiên liệu được phun vào và hóa hơi gần bugi. Đây là loại buồng đốt hiệu quả nhất và cũng cần có hệ thống phun hiện đại để phục vụ công đoạn làm việc.

piston đầu lõm
piston đầu lõm

Với thiết kế piston đỉnh lõm, các vòng xoáy nạp và phun với các rãnh bé hơn và nhiên liệu được phun vào các rãnh sâu hơn tạo ra công đoạn đốt cháy hoàn toàn hơn do vận tốc đi lại. Hướng của luồng ko khí và vòng xoáy, hướng di chuyển của ko khí-nhiên liệu tạo ra 1 hỗn hợp chi chít bao quanh bugi, mau chóng mở màn công đoạn đốt cháy và đốt cháy nhiên liệu sạch hơn.

  Làm thế nào để xe hơi vượt qua phần kiểm tra khí thải khi đi đăng kiểm ?
2. Miêu tả nguyên lý tải phân lớp của động cơ GDI:
    Mô tả nguyên lý xếp tầng của động cơ GDI.
Miêu tả nguyên tắc xếp tầng của động cơ GDI.

Trên động cơ GDI, ECU động cơ liên tiếp điều khiển các cánh bướm ga để luôn phục vụ 1 cách phù hợp nhu cầu làm việc với động cơ để đáp ứng công suất không giống nhau cho các công đoạn đốt cháy không giống nhau.

ECU điều khiển các cánh bướm ga để đáp ứng các tình trạng cháy không giống nhau. Trộn kém bắt lửa (đốt cháy siêu nạc), đốt cháy với hỗn cân đối tưởng (trắc nghiệm) và đốt cháy với 1 hỗn hợp đậm đặc (sản lượng điện đầy đủ) tương ứng với các cơ chế hoạt động không giống nhau của động cơ.

Trong tải phân tầng của động cơ GDI, đốt hỗn hợp thấp sẽ được sử dụng cho tải thấp và trung bình.

Ultra Lean Burn: Đây là tình trạng đốt cháy tạo ra công tác với vận tốc bất biến hoặc giảm trong điều kiện tải nhẹ. Khi mở màn hoạt động trong điều kiện đốt cháy phân tầng, van tiết lưu sẽ mở 1 góc bé, tạo ra xoáy khí nạp lúc đi vào xi lanh.

Đối với hệ thống đường ống nạp có đầu vào xoáy, bướm ga sẽ vẫn mở ở mức tối đa, mà đầu vào xoáy sẽ đóng 1 phần trên đường nạp sau van tiết lưu. Điều này giúp giảm cản trở dòng hút bướm ga, mà vẫn tạo ra luồng khí xoáy lúc đi vào xi lanh do diện tích lõm của bề mặt piston.

Quá trình không khí đi vào xi lanh.
Quá trình ko khí đi vào xi lanh.

Ở tình trạng vận hành này, nhiên liệu ko được phun trực tiếp trong hành trình nạp nhưng vào cuối hành trình nén, lúc khí nạp xoáy ở vận tốc và áp suất cao trong buồng đốt.

  1 số ký hiệu các thành phần điện-điện tử trong mạch điện thân xe

Tại thời khắc phun tương tự, lượng nhiên liệu phun vào ít hơn công đoạn đốt cháy lý tưởng. Nhưng do bề mặt lõm của pít-tông tạo ra vòng xoáy nhiên liệu, 1 hỗn hợp phong phú tạo nên bao quanh bugi để đốt cháy mau lẹ hơn, sạch hơn, với phần phệ nhiệt được chuyển thành cơ năng phê duyệt tổn thất nhiên liệu. Giảm xylanh ngoài.

Điều này xảy ra do phần phệ nhiên liệu phun theo hướng xoáy của hỗn hợp cháy được tập hợp ở tâm buồng đốt bao quanh bugi, và bao quanh tâm buồng đốt là ko khí nạp, giúp đốt cháy nhiên liệu. Đốt sạch hơn và đốt từ trong ra ngoài. Đây là lý do gần giống để giảm thất thoát nhiệt trong hệ thống làm mát.

Quá trình phun và nạp nhiên liệu được phân lớp.
Quá trình phun và nạp nhiên liệu được phân lớp.

Với việc đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu nạp, dù lượng nhiên liệu ít mà động cơ vẫn có thể bảo đảm công suất đầu ra trong điều kiện tải thấp. Khi hoạt động trong điều kiện đốt cháy phân tầng, số mũ λ được tính toán thường nằm trong vòng từ 1,6 tới 4. Với chỉ số này, hiệu suất đánh lửa sẽ ko xảy ra trong điều kiện sạc tương đồng.

Nếu động cơ được chuyển sang chạy trong điều kiện tải cao hoặc đề nghị hút gió đều, cửa hút gió xoáy sẽ mở hoàn toàn để hút khí đầy đủ hơn. Cùng lúc, nhiên liệu sẽ được phun vào hành trình nạp giúp hỗn hợp hòa trộn sớm hơn và phân bổ đều khắp buồng đốt theo tỉ lệ đậm đặc hơn.

Quy trình nạp bộ chế hòa khí là đồng nhất
Quy trình nạp bộ chế hòa khí là tương đồng.

Nhiên liệu được phun muộn vào cuối hành trình nén, do ấy lượng nhiên liệu được phun vào ít hơn do thời kì nạp ngắn hơn. Nhưng với hình trạng của pít-tông, thành phần nhiên liệu được tập hợp nhiều hơn (đặt hỗn hợp khí-không khí chi chít hơn) ở trung tâm của công đoạn đốt, dẫn tới công đoạn đốt cháy triệt để hơn, sạch hơn và hiệu suất nhiệt cao hơn. Hiệu suất của động cơ sẽ nâng cao nhờ sử dụng ít nhiên liệu hơn mà vẫn duy trì công suất phát ở cơ chế tải thấp.


Những bài viết liên can:

  • Sự dị biệt giữa GDI và EFI. Hệ thống phun nhiên liệu
  • Các loại nhiên liệu phân phối cho động cơ xăng
  • Công nghệ SkyActiv – Giúp Mazda biến thành Vua nén

Quảng cáo

VuManh Le

A humble man who wants to challenge and explore himself in his 30s

Related Articles

Back to top button