Kim phun là gì: thiết bị, làm sạch và kiểm tra
nội dung
Kim phun động cơ ô tô là một trong những yếu tố chính của hệ thống động cơ phun và động cơ diesel. Trong quá trình hoạt động, các đầu phun bị tắc, chảy, hỏng. Đọc để biết thêm chi tiết.
Vòi phun là gì
Vòi phun là một bộ phận cấu thành của hệ thống nhiên liệu động cơ, có tác dụng cung cấp nhiên liệu cho các xilanh tại một thời điểm nhất định với một lượng nhất định. Kim phun nhiên liệu được sử dụng trong động cơ diesel, kim phun, cũng như các đơn vị năng lượng một kim phun. Cho đến nay, có một số loại vòi phun khác nhau về cơ bản.
Vị trí và nguyên tắc làm việc
Theo loại hệ thống nhiên liệu, kim phun có thể được đặt ở một số nơi, cụ thể là:
- phun trung tâm là một kim phun đơn, nghĩa là chỉ có một vòi được sử dụng trong hệ thống nhiên liệu, được gắn trên đường ống nạp, ngay trước van tiết lưu. Nó là một liên kết trung gian giữa bộ chế hòa khí và kim phun chính thức;
- tiêm phân phối - injector. Vòi được lắp trong đường ống nạp, trộn với không khí đi vào xi lanh. Người ta ghi nhận hoạt động ổn định do nhiên liệu rửa van nạp nên ít bị bám cặn carbon;
- phun trực tiếp - vòi phun được gắn trực tiếp vào đầu xi lanh. Trước đây, hệ thống này chỉ được sử dụng trên động cơ diesel, đến những năm 90 của thế kỷ trước, các kỹ sư ô tô đã bắt đầu thử nghiệm phun trực tiếp lên kim phun sử dụng bơm nhiên liệu cao áp (bơm nhiên liệu cao áp), giúp tăng khả năng sức mạnh và hiệu quả liên quan đến tiêm phân phối. Ngày nay, phun trực tiếp được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là trên động cơ tăng áp.
Mục đích và các loại đầu phun
Kim phun là bộ phận đưa nhiên liệu vào buồng đốt. Về mặt cấu tạo, nó là một van điện từ được điều khiển bởi một bộ phận điều khiển động cơ điện tử. Trong bản đồ nhiên liệu ECU, các giá trị được thiết lập, tùy thuộc vào mức độ tải của động cơ, thời gian mở, thời điểm kim phun vẫn mở và lượng nhiên liệu phun được xác định.
Vòi phun cơ học
Kim phun cơ học được sử dụng riêng trên động cơ diesel, cùng với chúng, kỷ nguyên của động cơ đốt trong diesel cổ điển đã bắt đầu. Thiết kế của một vòi như vậy rất đơn giản, cũng như nguyên tắc hoạt động: khi đạt đến một áp suất nhất định, kim sẽ mở ra.
"Nhiên liệu diesel" được cung cấp từ thùng nhiên liệu đến bơm phun. Trong bơm nhiên liệu, áp suất được tạo ra và nhiên liệu diesel được phân phối dọc theo dòng, sau đó một phần của “diesel” dưới áp suất đi vào buồng đốt qua vòi phun, sau khi áp suất trên kim vòi giảm và nó đóng lại.
Thiết kế của vòi phun rất đơn giản: một thân, bên trong có gắn một kim với vòi xịt, hai lò xo.
Kim phun điện từ
Những kim phun như vậy đã được sử dụng trong động cơ phun trong hơn 30 năm. Tùy thuộc vào sự thay đổi, phun nhiên liệu được thực hiện theo chiều kim loại hoặc phân phối qua xi lanh. Việc xây dựng khá đơn giản:
- vỏ có đầu nối để nối với mạch điện;
- dây quấn kích từ van;
- neo nam châm điện;
- khóa lò xo;
- kim, có vòi xịt và vòi phun;
- vòng đệm;
- lưới lọc.
Nguyên lý hoạt động: ECU được động cơ đưa một điện áp vào cuộn dây kích từ, tạo ra điện từ trường tác dụng lên kim. Lúc này lực của lò xo yếu đi, phần ứng bị co lại, kim trồi lên, giải phóng vòi phun. Van điều khiển mở và nhiên liệu đi vào động cơ ở một áp suất nhất định. ECU đặt thời điểm mở, thời điểm van vẫn mở và thời điểm kim đóng lại. Quá trình này lặp lại toàn bộ hoạt động của động cơ đốt trong, ít nhất 200 chu kỳ xảy ra mỗi phút.
Vòi phun điện thủy lực
Việc sử dụng các kim phun như vậy được thực hiện trong động cơ diesel với hệ thống cổ điển (bơm phun) và Common Rail. Vòi phun điện thủy lực bao gồm các thành phần sau:
- vòi phun có kim ngắt;
- lò xo với một piston;
- buồng điều khiển với van tiết lưu;
- nghẹt cống;
- dây quấn kích từ có đầu nối;
- ống nạp nhiên liệu;
- kênh dẫn lưu (hồi lưu).
Sơ đồ hoạt động: chu kỳ kim phun bắt đầu với một van đóng. Có một pít-tông trong buồng điều khiển, nơi áp suất nhiên liệu tác động, trong khi kim ngắt "nằm" chặt trên yên xe. ECU cung cấp điện áp cho cuộn dây trường và nhiên liệu được cung cấp cho kim phun.
Vòi phun áp điện
Nó được sử dụng độc quyền trên các đơn vị động cơ diesel. Ngày nay, thiết kế này là tiến bộ nhất, vì vòi phun piezo cung cấp liều lượng chính xác nhất, góc phun, phản ứng nhanh, cũng như nhiều lần phun trong một chu kỳ. Vòi phun bao gồm các bộ phận giống như vòi điện thủy lực, chỉ khác là nó có thêm các yếu tố sau:
- phần tử áp điện;
- hai piston (van chuyển đổi với lò xo và tay đẩy);
- van;
- tấm tiết lưu.
Nguyên tắc hoạt động được thực hiện bằng cách thay đổi chiều dài của phần tử áp điện khi có điện áp đặt vào nó. Khi một xung được áp dụng, phần tử áp điện, thay đổi chiều dài của nó, tác động lên piston của bộ đẩy, van chuyển mạch được bật và nhiên liệu được cung cấp cho ống xả. Lượng nhiên liệu diesel phun vào được xác định bởi khoảng thời gian cung cấp điện áp từ ECU.
Sự cố và trục trặc của kim phun động cơ
Để động cơ hoạt động ổn định và theo thời gian không tốn nhiều xăng với động cơ xấu đi thì cần phải vệ sinh định kỳ bộ phun xăng. Nhiều chuyên gia khuyên bạn nên thực hiện quy trình phòng ngừa như vậy sau 20-30 nghìn km. Mặc dù quy định này bị ảnh hưởng mạnh bởi số giờ và chất lượng của nhiên liệu được sử dụng.
Trong một chiếc xe hơi thường được sử dụng trong khu vực đô thị, di chuyển theo bánh kẹo bơ cứng và tiếp nhiên liệu bất cứ nơi nào nó va vào, các đầu phun cần được làm sạch thường xuyên hơn - sau khoảng 15 nghìn km.
Bất kể loại vòi phun nào, nơi đau đớn nhất của nó là sự hình thành các mảng bám ở bên trong bộ phận. Điều này thường xảy ra nếu sử dụng nhiên liệu chất lượng thấp. Do mảng bám này, bộ phun kim phun ngừng phân phối nhiên liệu đồng đều khắp xi lanh. Đôi khi nó xảy ra rằng nhiên liệu chỉ phun. Vì điều này, nó không hòa trộn tốt với không khí.
Kết quả là một lượng lớn nhiên liệu không đốt cháy mà bị văng vào hệ thống ống xả. Vì hỗn hợp nhiên liệu không khí không giải phóng đủ năng lượng trong quá trình đốt cháy, động cơ sẽ mất tính năng động. Vì lý do này, người lái phải nhấn chân ga mạnh hơn, dẫn đến việc tiêu hao nhiên liệu quá nhiều, và tính năng động của phương tiện giao thông tiếp tục giảm.
Dưới đây là một số dấu hiệu có thể cho thấy kim phun có vấn đề:
- Khó khởi động động cơ;
- Mức tiêu thụ nhiên liệu đã tăng lên;
- Mất tính năng động;
- Hệ thống xả thải ra khói đen và có mùi của nhiên liệu chưa cháy hết;
- Nổi hoặc không tải không ổn định (trong một số trường hợp, động cơ dừng hoàn toàn ở XX).
Nguyên nhân đầu phun bị tắc
Những nguyên nhân chính khiến kim phun nhiên liệu bị tắc là:
- Chất lượng nhiên liệu kém (hàm lượng lưu huỳnh cao);
- Sự phá hủy các bức tường bên trong của bộ phận do ăn mòn;
- Hao mòn tự nhiên của bộ phận;
- Thay thế bộ lọc nhiên liệu không kịp thời (do bộ phận lọc bị tắc, chân không có thể xảy ra trong hệ thống làm hỏng bộ phận và nhiên liệu bắt đầu chảy bẩn);
- Vi phạm trong việc lắp đặt vòi phun;
- Làm nóng;
- Hơi ẩm lọt vào vòi phun (điều này có thể xảy ra ở động cơ diesel nếu chủ xe không loại bỏ nước ngưng tụ từ bể chứa bộ lọc nhiên liệu).
Vấn đề nhiên liệu chất lượng thấp đáng được quan tâm đặc biệt. Trái với suy nghĩ của nhiều người rằng những hạt cát nhỏ có thể làm tắc vòi phun của kim phun trong xăng, điều này cực kỳ hiếm khi xảy ra. Nguyên nhân là do tất cả các chất bẩn, dù là nhỏ nhất đều được lọc kỹ trong hệ thống nhiên liệu trong khi nhiên liệu được cung cấp đến vòi phun.
Về cơ bản, vòi phun bị tắc nghẽn bởi cặn bẩn từ phần lớn xăng. Thông thường, nó hình thành bên trong vòi phun sau khi người lái xe tắt động cơ. Trong khi động cơ hoạt động, khối xi lanh được làm mát bằng hệ thống làm mát, và bản thân vòi phun được làm mát bằng cách nạp nhiên liệu mát vào.
Khi động cơ ngừng hoạt động, ở hầu hết các kiểu xe ô tô, chất làm mát ngừng lưu thông (bơm được kết nối chặt chẽ với trục khuỷu thông qua đai định thời). Vì lý do này, nhiệt độ cao vẫn duy trì trong xi lanh một thời gian, nhưng đồng thời nó không đạt đến ngưỡng bắt lửa của xăng.
Khi động cơ hoạt động, tất cả các phân đoạn xăng được đốt cháy hoàn toàn. Nhưng khi nó ngừng hoạt động, các phân đoạn nhỏ sẽ tan ra do nhiệt độ cao. Nhưng các phân đoạn nặng của xăng hoặc nhiên liệu diesel không thể hòa tan do không đủ nhiệt độ nên chúng vẫn bám trên thành vòi phun.
Mặc dù mảng bám này không dày nhưng cũng đủ để thay đổi tiết diện của van trong vòi. Nó có thể không đóng lại đúng cách theo thời gian và khi tách ra, một số hạt có thể xâm nhập vào bộ phun và thay đổi kiểu phun.
Các phân đoạn nặng của xăng thường được hình thành khi sử dụng một số chất phụ gia nhất định, chẳng hạn như những chất làm tăng trị số octan của nó. Ngoài ra, điều này có thể xảy ra nếu các quy tắc vận chuyển hoặc lưu trữ nhiên liệu trong các thùng lớn bị vi phạm.
Tất nhiên, hiện tượng tắc kim phun nhiên liệu xảy ra từ từ, điều này khiến người lái khó nhận thấy sự háu ăn của động cơ hay sự giảm động cơ của xe. Thông thường, vấn đề với kim phun biểu hiện rõ ràng với tốc độ động cơ không ổn định hoặc khởi động máy khó khăn. Nhưng những dấu hiệu này cũng là đặc trưng của những hỏng hóc khác trên xe.
Nhưng trước khi bắt đầu vệ sinh kim phun, chủ xe phải chắc chắn rằng việc động cơ hoạt động kém không liên quan đến các hệ thống khác, chẳng hạn như trục trặc trong hệ thống đánh lửa hoặc nhiên liệu. Chỉ chú ý đến các đầu phun sau khi các hệ thống khác đã được kiểm tra, các sự cố trong đó có các triệu chứng tương tự như sự cố kim phun bị tắc.
Phương pháp làm sạch kim phun
Các kim phun nhiên liệu bị tắc trong quá trình hoạt động. Điều này là do nhiên liệu chất lượng thấp, cũng như việc thay thế bộ lọc nhiên liệu thô và mịn không kịp thời. Sau đó, hiệu suất của vòi phun giảm, và điều này dẫn đến việc tăng nhiệt độ trong buồng đốt, có nghĩa là piston sẽ sớm bị mòn.
Cách dễ nhất để xả các đầu phun phân phối, vì dễ dàng tháo dỡ chúng để làm sạch chất lượng cao ở chân đế, đồng thời có thể cân bằng thông lượng và góc phun.
Làm sạch bằng nước giặt loại Wynns ở chân đế. Các đầu phun được lắp trên một giá đỡ, một chất lỏng được đổ vào bồn chứa, ít nhất là 0.5 lít, đầu phun của mỗi đầu phun được nhúng vào các bình có vạch chia theo ml, điều này cho phép bạn kiểm soát hiệu suất của các đầu phun. Trung bình, việc làm sạch mất 30-45 phút, sau đó các vòng chữ O trên đầu phun được thay đổi và chúng được lắp vào vị trí của chúng. Tần suất vệ sinh phụ thuộc vào chất lượng nhiên liệu và phạm vi thay thế bộ lọc nhiên liệu, trung bình cứ 50 km.
Làm sạch bằng chất lỏng mà không cần tháo dỡ. Một hệ thống chất lỏng được kết nối với đường ray nhiên liệu. Ống dẫn chất lỏng tẩy rửa qua đó được nối với đường ray nhiên liệu. Hỗn hợp được cung cấp dưới áp suất 3-6 atm, động cơ chạy trong khoảng 30 phút. Phương pháp này cũng có hiệu quả, nhưng không có khả năng điều chỉnh góc phun và năng suất.
Làm sạch bằng phụ gia nhiên liệu. Phương pháp này thường bị chỉ trích vì hiệu quả của việc trộn chất tẩy rửa với nhiên liệu là đáng nghi ngờ. Trên thực tế, điều này hoạt động nếu các vòi chưa bị tắc, như một biện pháp phòng ngừa - một công cụ tuyệt vời. Cùng với các vòi phun, bơm nhiên liệu được làm sạch, các hạt nhỏ được đẩy qua đường nhiên liệu.
Làm sạch bằng siêu âm. Phương pháp chỉ hoạt động khi tháo kim phun. Một giá đỡ đặc biệt được trang bị một thiết bị siêu âm, hiệu quả của thiết bị này đã được chứng minh. Sau khi làm sạch, các cặn hắc ín sẽ được loại bỏ, sẽ không bị rửa trôi bởi bất kỳ chất lỏng rửa nào. Điều chính là đừng quên thay đổi lưới lọc nếu kim phun của bạn là động cơ diesel hoặc phun phun trực tiếp.
Hãy nhớ rằng sau khi làm sạch kim phun, nên thay bộ lọc nhiên liệu, cũng như bộ lọc thô được lắp trên bơm xăng.
Làm sạch vòi siêu âm
Phương pháp này là phức tạp nhất và nó được sử dụng trong những trường hợp dễ bị bỏ qua nhất. Trong quá trình thực hiện quy trình này, tất cả các đầu phun được tháo ra khỏi động cơ, lắp đặt trên một giá đỡ đặc biệt. Nó kiểm tra kiểu phun trước khi làm sạch và so sánh kết quả sau khi làm sạch.
Giá đỡ như vậy mô phỏng hoạt động của hệ thống phun của ô tô, nhưng thay vì nhiên liệu xăng hoặc dầu diesel, một chất làm sạch đặc biệt được đưa qua vòi phun. Tại thời điểm này, chất lỏng xả tạo thành các bong bóng nhỏ (cavitation) do sự dao động của van trong vòi phun. Chúng phá hủy các mảng bám được hình thành trong kênh bộ phận. Tại cùng một giá đỡ, hoạt động của các kim phun được kiểm tra và xác định xem liệu có nên sử dụng chúng thêm hay không hoặc có cần thiết phải thay thế các kim phun nhiên liệu hay không.
Trong khi làm sạch bằng sóng siêu âm là một trong những phương pháp hiệu quả nhất, nó cũng tốn kém nhất. Một nhược điểm khác của làm sạch bằng sóng siêu âm là bác sĩ chuyên khoa sẽ thực hiện thành thạo quy trình này. Nếu không, chủ xe sẽ đơn giản là ném tiền đi.
Ưu nhược điểm của kim phun
Tất cả các động cơ hiện đại đều được trang bị hệ thống phun nhiên liệu, vì so với bộ chế hòa khí, nó có một số ưu điểm đáng kể:
- Nhờ quá trình nguyên tử hóa tốt hơn, hỗn hợp nhiên liệu không khí cháy hoàn toàn. Điều này đòi hỏi một lượng nhiên liệu nhỏ hơn và năng lượng được giải phóng nhiều hơn so với khi BTS được tạo thành bởi bộ chế hòa khí.
- Với mức tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn (nếu chúng ta so sánh các động cơ giống hệt nhau với bộ chế hòa khí và kim phun), công suất của bộ trợ lực cao hơn đáng kể.
- Với sự vận hành thích hợp của kim phun, động cơ khởi động dễ dàng trong mọi điều kiện thời tiết.
- Không cần phải bảo dưỡng kim phun nhiên liệu thường xuyên.
Nhưng bất kỳ công nghệ hiện đại nào cũng có một số nhược điểm nghiêm trọng:
- Sự hiện diện của một số lượng lớn các bộ phận trong cơ chế làm tăng các vùng vỡ tiềm ẩn.
- Kim phun nhiên liệu nhạy cảm với chất lượng nhiên liệu kém.
- Trong trường hợp hỏng hóc hoặc cần phải làm sạch, thay thế hoặc súc rửa kim phun trong nhiều trường hợp rất tốn kém.
Video về chủ đề
Dưới đây là một đoạn video ngắn về cách súc rửa kim phun xăng tại nhà:
Câu hỏi và trả lời:
Kim phun động cơ là gì? Nó là một bộ phận cấu trúc của hệ thống nhiên liệu trên xe cung cấp nhiên liệu định mức đến đường ống nạp hoặc trực tiếp đến xi lanh.
Có những loại đầu phun nào? Kim phun, tùy thuộc vào loại động cơ và hệ thống điện tử, có thể là cơ khí, điện từ, áp điện, thủy lực.
Các vòi phun trong ô tô ở đâu? Nó phụ thuộc vào loại hệ thống nhiên liệu. Trong hệ thống nhiên liệu phân phối, chúng được lắp vào đường ống nạp. Khi phun trực tiếp, chúng được lắp vào đầu xi lanh.
