Tất cả về kim phun nhiên liệu: những quan niệm sai lầm phổ biến và những gì bạn chắc chắn không nên làm

Một kim phun (từ tiếng Anh “bơm lực” - bơm phun), còn gọi là kim phun, được sử dụng trong động cơ đốt trong để cung cấp nhiên liệu cho buồng đốt. Việc tiêm được thực hiện theo từng xung ngắn dưới áp suất. Nhiên liệu nguyên tử được trộn tốt hơn với không khí, quá trình đốt cháy hoàn toàn hơn và liều lượng chính xác sẽ tăng công suất, hiệu suất và cải thiện hiệu suất môi trường xe hơi.


Kim phun là thiết bị truyền động chính, một loại "trái tim" của hệ thống phun, và nhờ tốc độ của chúng, chúng cho phép kiểm soát chính xác nguồn cung cấp nhiên liệu. Trong động cơ kiểu phun, thành phần tối ưu của hỗn hợp nhiên liệu-không khí được duy trì ở mọi chế độ vận hành. Sự kết hợp của những ưu điểm này cùng với độ tin cậy và độ bền đã giúp nó có thể thay thế hoàn toàn bộ chế hòa khí từ băng tải của các nhà máy ô tô.

Các yếu tố chính của vòi phun

Một kim phun nhiên liệu có thể bao gồm hơn 20 bộ phận, tùy thuộc vào loại. Trong mọi trường hợp, các yếu tố chính là:

• ✅ Vỏ bền và kín
  
• ✅ Kênh dòng nhiên liệu
  
• ✅ Bộ lọc đầu vào
  
• ✅ Van ngắt
  
• ✅ Atomizer
  

Nhiên liệu đi vào đầu vào của kim phun từ đường nhiên liệu dưới áp suất, được cung cấp một máy bơm riêng. Bộ lọc nhiên liệu ở đầu vào, được làm dưới dạng lưới mịn, làm sạch nhiên liệu khỏi các tạp chất cơ học. Sau đó, dòng chất lỏng đến van một chiều, van này đóng mở bằng điện từ hoặc cơ học. Trong kim phun điện, đây là tín hiệu từ bộ phận điều khiển, và trong kim phun cơ khí, nó là áp suất chất lỏng. Nhiên liệu đi qua bộ phun, biến máy bay phản lực thành một hệ thống treo mịn phân tán, và sau đó đi vào động cơ. Áp suất nhiên liệu càng cao và kích thước của các miệng phun càng nhỏ thì hỗn hợp nhiên liệu không khí càng cháy hoàn toàn.



Vị trí của các kim phun trên động cơ sao cho các đầu vào nằm trong đường nhiên liệu, và bộ phun nằm trong đường ống nạp hoặc trực tiếp trong buồng đốt, tùy thuộc vào loại kim phun. Điều rất quan trọng là đảm bảo độ kín của các mối nối. Rò rỉ nhiên liệu dễ gây cháy, và rò rỉ không khí qua các vòng đệm sẽ dẫn đến động cơ hoạt động không ổn định.

Các loại vòi phun

Vòi phun được phân biệt bởi nhiều tính năng, nhưng những điểm chính là thiết kế của thiết bị và vị trí trên động cơ.
Khi một vòi phun được sử dụng, được đặt ở trung tâm của đường ống nạp và cấp cho tất cả các xi-lanh của động cơ, một hệ thống như vậy được gọi là một vòi phun với vị trí trung tâm của kim phun.

Trong hệ thống phun nhiều cửa, một vòi phun riêng biệt có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu cho từng xi lanh, vòi phun này cũng cung cấp nhiên liệu cho đường ống nạp, nhưng nằm phía trên van nạp của xi lanh. Trong sơ đồ phun trực tiếp, các kim phun cung cấp nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt của xi lanh, bỏ qua van nạp. Theo đó, các kim phun như vậy được gắn trong đầu xi lanh sao cho đầu ra nằm trên tâm chết trên cùng của hành trình piston. Bao nhiêu xi lanh, bao nhiêu kim phun.



Trong một số kiểu xe ô tô, hệ thống phun nhiên liệu kết hợp được sử dụng, khi các kim phun của hệ thống phun phân phối hoạt động ở một số chế độ, ở một số chế độ khác trực tiếp và ở các chế độ khác, cả hai cùng nhau. Trong trường hợp này, mỗi xi lanh được cung cấp bởi hai vòi phun.

Ngày càng sử dụng nhiều vòi phun khí, được sử dụng trong HBO thế hệ thứ tư trở lên. Và trong trường hợp này, có hai vòi phun trên mỗi xi lanh - một khí và một xăng. Một hệ thống như vậy được gọi là nhiên liệu kép - khí cộng với xăng.
Theo thiết kế, có một số loại đầu phun:

• ✅ Cơ khí
  
• ✅ Điện thủy lực
  
• ✅ Điện từ
  
• ✅ Khí điện từ
  
• ✅ Áp điện
  

Sự khác biệt cơ bản giữa chúng, ngoài áp suất nhiên liệu và những thứ khác, nằm ở kiểu dẫn động van đóng ngắt. Mỗi người trong số họ yêu cầu hệ thống điều khiển riêng.
Vòi phun cơ học

Thiết kế không đặc biệt khó. Van đóng mở ra dưới tác dụng của áp suất chất lỏng, và đóng lại bằng lò xo khi áp suất giảm đến một giá trị nhất định. Vòi phun cơ khí, do tính đơn giản của chúng, được phân biệt bởi độ tin cậy và sự khiêm tốn. Trong các động cơ hiện đại, chúng thực tế không được sử dụng, vì chúng không khác nhau ở tốc độ cao. Ngoài ra, trong các hệ thống phun phân phối, cần có một bộ phân phối-phân phối cơ khí, một thiết bị rất khó sản xuất và bảo trì.

Vòi phun điện thủy lực

Chúng được sử dụng chủ yếu trong động cơ diesel, chúng được coi là một bước phát triển tiếp theo của kim phun cơ khí. Kim phun điện thủy lực có thể hoạt động với các bơm nhiên liệu áp suất cao riêng lẻ, các cặp như vậy được gọi là bơm-kim phun, cũng như trong các hệ thống đường sắt chung với đường ray nhiên liệu chung. Nhiên liệu đi vào hai khoang đồng thời, giữa khoang này có một kim khóa có lò xo. Áp suất trong các khoang ở mức như nhau. Khi nhận được tín hiệu điện, van xả điện từ sẽ mở ra, áp suất trong bình chứa phía trên kim giảm xuống. Sau khi vòi phun mở ra, dưới tác dụng của lò xo, van xả đóng lại, áp suất trong các khoang cân bằng, vòi phun chuyển sang trạng thái đóng.

Kim phun điện từ

Chúng được sử dụng trong động cơ xăng với hệ thống phun nhiên liệu phân tán, cũng như khi lắp đặt LPG, vì chúng không được thiết kế cho áp suất cao điển hình cho động cơ diesel và hệ thống phun xăng trực tiếp.
Bộ phận điều khiển điện tử gửi tín hiệu đến cuộn dây điện và từ trường được hình thành. Dưới tác động của nó, mỏ neo sẽ di chuyển kim ngắt, đến lượt nó, van đóng sẽ mở ra. Khi tín hiệu tắt, lò xo đóng vòi phun.



Các vòi phun khí hoạt động theo nguyên tắc tương tự được đặc trưng bởi đường kính lỗ thoát tăng lên, cũng như áp suất làm việc thấp hơn. Điều này là do cần phải bơm một khối lượng lớn chất khí, đồng thời định lượng chính xác lưu lượng.

Vòi phun áp điện

Đầu phun Piezo được sử dụng trong tất cả các loại động cơ đốt trong. Cung cấp tốc độ cao nhất, có khả năng chịu áp suất nhiên liệu đáng kể. Kim được chuyển động nhờ một phần tử áp điện làm bằng gốm siêu bền. Dưới tác động của xung điện do bộ phận điều khiển điện tử cung cấp, phần tử gốm nở ra và đẩy kim ra ngoài. Khi tắt tín hiệu, mọi thứ trở lại trạng thái ban đầu. Quá trình này cực kỳ nhanh chóng, nhờ đó các kim phun piezo có thể cung cấp nhiều lớp phun trong một chu kỳ.

Kim phun có cần được bảo dưỡng không?

Các đầu phun hoạt động trong điều kiện rất khắc nghiệt. Áp suất nhiên liệu có thể lên tới hàng trăm, và đôi khi hàng nghìn khí quyển, do đó quá trình nguyên tử hóa được thực hiện. Khoảng thời gian của xung tiêm lên đến một phần mười nghìn giây - nó cho phép bạn thực hiện tới một trăm lần "tiêm" trong một chu kỳ nạp. Nhiệt độ trong buồng đốt có thể lên tới 2 ºС.



Trong đường ống nạp, các điều kiện ít nghiêm trọng hơn, nhưng có sự tiếp xúc với khí nóng. Nếu chúng ta thêm một môi trường hoạt động hóa học, rõ ràng là chỉ những sản phẩm hoàn hảo, bền, chẳng hạn như vòi phun có thể chịu được tới một tỷ lần vận hành, mới có thể hoạt động hoàn hảo và đáng tin cậy trong những điều kiện như vậy.



Thiết kế đáng tin cậy, không thể tách rời, không cần bôi trơn và điều chỉnh gì ở đó. Những thất bại trước khi tài nguyên cạn kiệt là cực kỳ hiếm. Khi lái xe trong thành phố, với những chuyến đi ngắn thường xuyên, kim phun sẽ nhanh hơn so với lái xe liên tục trong thời gian dài. Ở chế độ này, xăng, bản thân nó là một dung môi, ở một số giai đoạn không thể đối phó với cặn bẩn hình thành khi cặn xăng thường bay hơi bên trong vòi phun nóng trên động cơ bị nghẹt nhưng chưa được làm mát. Trong quá trình vận hành của dây chuyền chính, khi động cơ đã hoạt động trong một thời gian dài, nói cách khác, xăng có đủ thời gian để loại bỏ cặn bẩn. Rõ ràng là nhiên liệu chất lượng thấp sẽ làm tắc nghẽn hệ thống ngay lập tức, bất kể điều kiện vận hành.

Làm thế nào để làm sạch đầu phun?

Trước hết, cần phải quyết định vấn đề xả đầu phun dự phòng hoặc khi cần thiết. Đối với hầu hết các phần, đó là vấn đề giá cả. Rửa phòng ngừa chắc chắn sẽ không mang lại tác hại nếu không sử dụng thuốc thử mạnh. Tuy nhiên, nói chung, các vòi phun nên được rửa sạch vì chúng bị bẩn, khi năng suất giảm, chất lượng của vòi phun kém đi và xảy ra hoạt động không đồng đều của các xi lanh. Điều này phải được thực hiện trước khi quá trình đi quá xa, khi những dấu hiệu đầu tiên xuất hiện. Trong đại đa số các trường hợp, xả chất lượng cao là đủ để khôi phục lại các đặc tính ban đầu.



Tôi muốn cảnh báo ngay lập tức chống lại hiệu suất nghiệp dư trong vấn đề này. Xả vòi phun là một công việc kinh doanh có trách nhiệm, đòi hỏi trình độ và kinh nghiệm. Bạn cần phải có thiết bị đặc biệt. Ngay cả khi có thể tháo đầu phun và rửa chúng theo cách thủ công, phát minh ra đủ loại thiết bị, kết quả chỉ có thể được đánh giá bằng những dấu hiệu phụ. Như việc chiếc xe có lái tốt hơn hay không. Thậm chí không có gì phải suy nghĩ về việc tự xả trong điều kiện ga ra của kim phun trực tiếp hoặc kim phun diesel, nơi cần áp suất cao.



Chỉ có thể đổ chất tẩy rửa nhiên liệu vào bình xăng khi có hệ thống nhiên liệu sạch, như một biện pháp phòng ngừa. Nếu không, dưới tác động của chất tẩy rửa, cặn bám trên thành bình xăng, đường dẫn nhiên liệu cùng với xăng sẽ được bơm qua các vòi phun, và bộ lọc chỉ giúp ích trong lúc này. Đầu tiên, phần tử lọc sẽ bị tắc, và sau đó, dưới áp lực, nó sẽ bị vỡ. Kết quả tốt nhất là làm trôi kim phun, và tệ nhất, nếu mọi thứ đã đi quá xa, hãy thay thế. Bộ chuyển đổi xúc tác có thể bị ảnh hưởng bất lợi bởi một số loại chất tẩy rửa có chứa hơi xả.

Phương pháp làm sạch chuyên nghiệp

Có hai cách để làm sạch kim phun: bằng cách tháo dỡ và trên động cơ. Trong trường hợp thứ hai, một bình chứa chất lỏng xả được kết nối với hệ thống nhiên liệu. Động cơ được phép chạy trong một thời gian nhất định, đủ để loại bỏ cặn bẩn.
Ưu điểm của phương pháp này là ngoài vòi phun, piston và van được làm sạch cặn cacbon. Nhưng không có sự kiểm soát trực quan, một số khiếm khuyết có thể không được chú ý. Các đầu phun nên được xả sạch mà không cần tháo dỡ như một phần của lần bảo trì tiếp theo. Nếu không sau khi vệ sinh xong bạn sẽ phải thay lại bugi và nhớt máy. Tình trạng của họ bị ảnh hưởng tiêu cực bởi chất lỏng xả. Câu hỏi về bộ chuyển đổi xúc tác, đầu dò lambda vẫn còn bỏ ngỏ.



Khi tháo dỡ, các đầu phun được rửa trên giá đỡ hoặc trong bể siêu âm. Cần phải thay đổi các vòng làm kín mỗi lần, nếu không độ kín bị hỏng khi lắp vào động cơ. Có một số lợi thế:

• ✅ Khả năng đo hiệu suất của từng vòi phun riêng biệt
  
• ✅ Kiểm soát trực quan, cho phép bạn phát hiện sự không ổn định của ngọn đuốc, việc phun thiếu (vòi phun "phun")
  
• ✅ Dễ dàng phát hiện rò rỉ van đóng ngắt
  

Bể siêu âm, do hiệu quả cao, cho phép bạn loại bỏ các cặn bẩn cũ nhất. Nhưng đôi khi nó xảy ra rằng sau một tác động như vậy, một vòi phun đóng kín bắt đầu bị rò rỉ. Trong hầu hết các trường hợp, điều này xảy ra với các vòi phun bị tắc nặng, khi một phần của vật liệu bị loại bỏ cùng với phần tích tụ.

Chi phí dịch vụ cho kim phun

Chi phí của đầu phun xả rất khác nhau, và phụ thuộc vào loại, khu vực, phương pháp xả. Một bể siêu âm có thể có giá từ 350 rúp. đối với một vòi phun, việc xả nước mà không cần tháo dỡ bắt đầu từ 2 nghìn rúp. Đối với giặt tại quầy, một loạt các mức giá được gọi, từ 600 rúp. cho các phương tiện VAZ, và điều này không có chi phí tháo lắp. Giới hạn trên có thể cao hơn hàng chục lần, đặc biệt là đối với kim phun tiêm trực tiếp. Đồng thời, chất lượng của nhiên liệu được sử dụng thường xuyên vẫn mang tính quyết định. Nếu chủ sở hữu chỉ chọn nhà cung cấp và đổ xăng tại các trạm xăng có uy tín cao, toàn bộ câu chuyện với kim phun sẽ không ảnh hưởng đến anh ta theo bất kỳ cách nào ngay cả sau mười năm sở hữu một chiếc xe hơi.