Động cơ dùng chế hòa khí hay phun xăng điện tử tốt hơn?

Yếu tố quyết định lượng khí được hút vào chế hòa khí là độ mở của bướm ga, tức người lái vặn tay ga ít hay nhiều. Bướm ga mở càng lớn thì lượng khí đi qua càng nhiều, tốc độ dòng khí ở họng khuyếch tán càng tăng và lượng xăng bị hút vào càng lớn.



Tỉ lệ tối ưu của giữa không khí và nhiên liệu (Air/Fuel Ratio) là 14,7:1. Tức 14,7 phần không khí và 1 phần xăng, hòa khí đạt tỷ lệ vàng này sẽ cháy hoàn toàn. Hòa khí có tỷ lệ thấp hơn được gọi là "giàu” (rich) do có nhiều nhiên liệu so với không khí. Hòa khí giàu không cháy hết gây hao xăng. Ngược lại, hỗn hợp đó được coi là "nghèo" (lean), khiến máy bị yếu và làm việc không ổn định.

Điểm yếu lớn nhất của chế hòa khí so với phun xăng điện tử là chỉ có thể tạo ra tỷ lệ hòa khí lý tưởng ở một khoảng vận hành nhất định. Điều này khiến các dòng ô tô đời cũ hay xe máy dùng chế hòa khí chạy không mượt và linh hoạt bằng xe có trang bị phun xăng điện tử. Người dùng phải chấp nhận chọn 1 trong 2, hoặc đi xe tiết kiệm nhưng động cơ ỳ, hoặc xe chạy bốc ở tua cao nhưng hao xăng. Việc này có thể thực hiện thông qua việc chỉnh ốc xăng và ốc gió.



Ngoài ra, động cơ dùng chế hòa khí sẽ khó khởi động hơn vào buổi sáng hoặc ở thời tiết lạnh. Tuy không tiết kiệm nhiên liệu như phun xăng điện tử, nhưng nhờ cơ cấu thuần cơ khí nên chế hòa khí có giá thành thấp hơn, ít hư hỏng hơn, chi phí thay thế hay sửa chữa cũng thấp hơn nhiều. Nếu cần thì anh em hoàn toàn có thể tự mình canh chỉnh xăng gió, vệ sinh bình xăng con. Nhờ ưu điểm này mà chế hòa vẫn còn được trang bị cho các dòng xe máy phổ thông.

Phun xăng điện tử

Xuất hiện sau chế hòa khí khoảng 70 năm, phun nhiên liệu điện tử EFI (Electronic Fuel Injection) khắc phục được điểm yếu nhất của chế hòa khí mà mình đã nói ở trên. EFI có thể cung cấp tỷ lệ hòa trộn xăng/không khí tối ưu (gần lý tưởng) cho động cơ trong các điều kiện làm việc khác nhau. Từ đó giúp xe tiết kiệm nhiên liệu hơn, xăng cháy sạch hơn nên động cơ sẽ dễ đạt tiêu chuẩn khí thải cao hơn. Đây cũng đang là lý do chính để phun xăng điện tử chiếm ưu thế hoàn toàn so với chế hòa khí hiện nay.

Các bộ phận chính của một hệ thống phun xăng điện tử gồm có:

• Bộ điều khiển ECU hoặc ECM
• Cụm cảm biến: cảm biến góc quay trục khuỷu, cảm biến áp suất và nhiệt độ khí nạp, cảm biến độ mở bướm ga,…
• Kim phun, hay còn gọi là béc phun xăng (Injectior)
• Bơm xăng

Các thông số làm việc của động cơ như góc quay và tốc độ trục khuỷu, lưu lượng khí nạp, nhiệt độ khí nạp,… được ECU thu thập từ cảm biến. Sau đó điều khiển kim phun cung cấp nhiên liệu sao cho hợp lý nhất, cả về lượng phun lẫn thời điểm phun. Đa số các hãng xe mặc định thiết lập xe của mình tiết kiệm nhiên liệu trên hầu hết các ải tốc độ. Thành ra chúng ta thường nghĩ là các dòng xe có phun xăng điện tử không bốc như xe dùng chế hòa khí cùng dung tích động cơ. Tuy nhiên chỉ cần cài đặt (chỉnh map) ECU lại thì mọi chuyện sẽ khác. Khi đó động cơ vừa có thể tiết kiệm ở tua thấp, vừa mạnh ở tua cao.


Tùy vào cách bố trí kim phun mà EFI được chia thành 3 loại chính như sau:

• Phun đơn điểm (Single Point Injection - SPI): Hệ thống chỉ dùng một vòi phun trung tâm duy nhất thay thế cho bộ chế hoà khí, dù động cơ có 1 hay nhiều xilanh. Kim phun đặt trước bướm ga và tạo thành khí hỗn hợp hòa khí trên đường nạp. Kiểu cấu tạo này đơn giản, chi phí chế tạo rẻ, thường dùng ở những dòng xe nhỏ.
• Phun xăng hai điểm (BiPoint Injection - BPI): Hệ thống trang bị thêm một vòi phun đặt sau bướm ga nhằm tăng cường nhiên liệu cho hỗn hợp. Tuy nhiên, do không nâng cấp đáng kể hiệu quả so với phun đơn điểm nên phun đa điểm ít được các hãng xe ứng dụng.
• Phun đa điểm MFI (Multiport Fuel Injection) hoặc MPI (MultiPoint Injection): Mỗi xi-lanh được trang bị một kim phun riêng bố trí trước xupap. Không khí và nhiên liệu sẽ hòa trộn ngay tại đường nạp của mỗi xi-lanh.

Bên cạnh EFI, các loại động cơ xăng hiện nay có thêm một kiểu phun nhiên liệu là phun xăng trực tiếp GDI (Gasonline Direct Injection). Điểm khác biệt chính giữa GDI và EFI là vị trí của kim phun. Hệ thống GDI đặt kim phun trực tiếp vào trong buồng cháy với áp suất lớn. Như vậy với GDI thì hỗn hợp hòa khí sẽ hình thành bên trong buồng cháy. Còn hệ thống EFI, xăng được phun ở đường nạp (phun gián tiếp) và hòa khí tạo thành bên ngoài buồng cháy.


Dù làm việc tốt hơn, tiết kiệm nhiên liệu hơn nhưng phun xăng điện tử có cấu tạo phức tạp, dễ hư hỏng hơn so với bộ chế hòa khí. Nếu cảm biến hay bộ điều khiển trục trặc thì sửa chữa hoặc thay thế khó khăn hơn. Anh em nào đi xem tay ga chắc sẽ hiểu cảm giác tốn tiền khi phải thay mới một bộ phận nào đó trong bộ phun xăng điện tử.

Trục trặc phổ biến nhất với xe có EFI ở Việt Nam là nghẹt kim phun hay bơm xăng do chất lượng xăng kém. Cặn bẩn trong xăng lâu ngày tích tụ ở đầu kim phun gây tắc nghẽn, khiến động cơ không khởi động được, tăng tốc ỳ, hoặc chết máy bất tử... Ngoài ra với kiểu phun xăng trực tiếp, kim phun đặt trong buồng cháy dễ bị các mụi than của quá trình cháy cũng bám bẩn, che lấp các lỗ phun.

Cách đơn giản nhất để tự tay hạn chế tình trạng nghẹt kim phun như trong ảnh là sử dụng dung dịch tổng vệ sinh hệ thống xăng (hay còn gọi vệ sinh béc xăng) bao gồm bình xăng, kim phun và buồng đốt. Ngoài ra, anh em không để xăng quá cạn vì khi đó các cặn bẩn ở đáy bình có thể bị bơm xăng hút và đưa vào động cơ. Còn nếu đã làm vệ sinh mà vẫn không cải thiện tình trạng nghẹt thì thay mới kim phun là điều cần làm.



Tóm lại, chế hòa khí và phun xăng điện tử có những ưu - nhược điểm khi so sánh với nhau như sau:

• Bộ chế hòa khí: giá thành thấp, cấu tạo đơn giản, dễ bảo dưỡng, chi phí sửa chữa thấp. Với cùng một dung tích động cơ thì xe dùng chế hòa khí sẽ hao nhiên liệu hơn, khó khởi động hơn khi trời lạnh, ô nhiễm hơn so với phun xăng điện tử.
  
• Phun xăng điện tử: Cấu tạo phức tạp hơn nên giá thành cao hơn, nếu có hư hỏng thì sửa chữa sẽ khó khăn và tốn kém hơn. Tối ưu lượng xăng sử dụng trong những điều kiện vận hành khác nhau. Có thểPhun xăng điện tử tiết kiệm nhiên liệu hơn so với động cơ dùng bộ chế hòa khí. Khả năng đáp ứng nhu cầu vận hành linh hoạt hơn.

Nếu anh em ít vốn, cần sự lành tính và chi phí sử dụng hợp túi tiền thì nên ưu tiên động cơ dùng chế hòa khí khi mua xe. Còn nếu anh em có tài chính thoải mái, muốn xe chạy linh hoạt hơn, tiết kiệm xăng hơn thì động cơ có phun xăng điện tử là lựa chọn phù hợp. Hẹn gặp lại anh em ở bài viết tiếp theo trong loạt bài về kiến thức xe cơ bản của Xe Tinh Tế.