Sự khác biệt giữa hệ thống phun xăng GDI và EFI

Cả 2 hệ thống phun xăng trực tiếp GDI và phun xăng điện tử EFI ra đời đều không nhằm ngoài mục đích cải thiện sức mạnh công suất, nâng cao khả năng tiết kiệm nhiên liệu và hạn chế khí xả độc hại ra môi trường. Tuy cùng chung mục đích, nhưng giữa 2 hệ thống này vẫn có những sự khác biệt nhất định.

1. Tổng quan

*Hệ thống phun xăng điện tử EFI:

Trên thực tế, hệ thống phun xăng điện tử EFI đã xuất hiện từ những năm 1950, nhưng phải đến những năm 1980, hệ thống này mới thực sự phát triển rộng rãi tại Châu Âu. Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ điều khiển điện tử, hệ thống này ngày càng được hoàn thiện và đạt hiệu quả cao hơn so với thời điểm xuất phát.

Hệ thống phun xăng điên tử EFI được chia làm 3 loại chính:

- Hệ thống phun xăng đơn điểm (Single Point Injection - SPI): Hệ thống này chỉ dùng một vòi phun trung tâm duy nhất thay thế cho bộ chế hòa khí. Vòi phun nhiên liệu được đặt ngay trước bướm ga và tạo thành khí hỗn hợp trên đường nạp. Hệ thống có cấu tạo khá đơn giản, chi phí chế tạo rẻ, thường chỉ xuất hiện ở những xe nhỏ.

- Hệ thống phun xăng hai điểm (BiPoint Injection - BPI): Được nâng cấp từ hệ phun nhiên liệu đơn điểm. Hệ thống này sử dụng thêm một vòi phun đặt sau bướm ga nhằm tăng cường nhiên liệu cho hỗn hợp. Tuy nhiên, do không có nhiều cải thiện hơn về mặt hiệu quả so với SPI nên hệ thống BPI ít được sử dụng.

- Hệ thống phun xăng đa điểm (MultiPoint Injection - MPI): Mỗi xi-lanh được trang bị một vòi phun riêng biệt đặt ngay trước xupap. Hệ thống vòi phun được lấy tín hiệu từ góc quay trục khuỷu để xác định thời điểm phun chính xác.

Vòi phun của hệ thống nhiên liệu EFI đa điểm

Xem thêm: Kim phun nhiên liệu và những điểm cần lưu ý

*Hệ thống phun xăng trực tiếp GDI:

Hệ thống này được chính thức đưa vào sử dụng lần đầu tiên bởi hãng Mitsubishi trên mẫu xe Galant Legnum, vào năm 1996.

Sự ra đời của hệ thống phun xăng trực tiếp GDI được coi là một bước đột phá trong lịch sử phát triển hệ thống nhiên liệu cho động cơ đốt trong. Mặc dù ý tưởng sử dụng vòi phun nhiên liệu trực tiếp vào trong buồng cháy cho động cơ xăng đã có từ rất lâu, nhưng do quá nhiều yếu tố chủ quan - khách quan khiến cho nhiều hãng tên tuổi phải “lùi bước”. Với việc lắp một vòi phun nhiên liệu bên trong xilanh (giống động cơ diesel) có áp suất phun lớn, nhà sản xuất hoàn toàn có thể đẩy tỉ số nén của động cơ lên cao, giúp hỗn hợp không khí-nhiên liệu “tơi” hơn. Quá trình cháy diễn ra “hoàn hảo”, mang lại hiệu suất động cơ cao hơn, công suất lớn hơn, tiết kiệm nhiên liệu hơn và đặc biệt là giảm thiểu khí xả vào môi trường.

Các cảm biến quan trọng trên GDI

2. Cấu tạo

Cấu tạo của hệ thống nhiên liệu EFI hay GDI đều khá phức tạp, nhưng nguyên tắc cơ bản vẫn sử dụng các tín hiệu từ động cơ (qua các cảm biến) rồi xử lý tại bộ xử lý trung tâm ECU để điều chỉnh vòi phun (thời điểm, lưu lượng, áp suất), với các cảm biến quan trọng như:

- Cảm biến lượng khí nạp: đo lượng không khí xi lanh hút vào.

- Cảm biến ôxy: đo lượng oxy trong khí thải nhằm xác định nhiên liệu hòa trộn thừa hay thiếu xăng để ECU hiệu chỉnh khi cần thiết.

- Cảm biến vị trí trục cam: giúp ECU điều chỉnh lượng xăng phun vào phù hợp khi đạp ga .

- Cảm biến nhiệt độ chất chất làm mát: đo nhiệt độ làm việc của động cơ.

- Cảm biến hiệu điện thế để ECU bù ga khi mở các thiết bị điện trong xe.

- Cảm biến áp suất ống tiết liệu: nhằm giúp ECU đo công suất động cơ.

- Cảm biến tốc độ động cơ: dùng để tính toán xung độ động cơ.

Điểm khác biệt cơ bản nhất giữa GDI và EFI về mặt cấu tạo chính là là vị trí của vòi phun nhiên liệu. Hệ thống GDI sử dụng vòi phun nhiên liệu trực tiếp vào trong buồng cháy với áp suất lớn, còn hệ thống EFI phun nhiên liệu bên ngoài buồng cháy - phun gián tiếp. Như vậy trong hệ thống GDI, hỗn hợp (nhiên liệu, không khí) sẽ hình thành bên trong buồng cháy, còn trong hệ thống EFI, hỗn hợp sẽ hình thành bên ngoài rồi mới qua xupap nạp vào bên trong buồng cháy.

Xem thêm: Cách rửa kim phun xăng điện tử bằng sóng siêu âm

Xem 

3. Sức mạnh công suất

Với động cơ 3.6L V6 trên chiếc Cadillac CTS, khi sử dụng hệ thống phun xăng điện tử EFI, công suất cực đại chỉ đạt 263 mã lực, mô-men xoắn cực đại đạt 253 lb/ft. Nhưng khi được ứng dụng hệ thống phun xăng trực tiếp GDI, công suất cực đại tăng lên 304 mã lực và mô-men xoắn cực đại 274 lb/ft. Ngoài ra mức tiêu thụ nhiên liệu cũng giảm xuống khoảng 0,5 lít cho quãng đường 100km.

Tóm lại, hệ thống nhiên liệu GDI có nhiều ưu điểm hơn so với hệ thống EFI, nhưng để có thể trang bị hệ thống GDI, vật liệu sử dụng làm piston và xilanh phải có độ bền cao do nhiệt sinh ra trong quá trình cháy cao hơn rất nhiều. Ngoài ra việc chế tạo vòi phun cũng phức tạp hơn, do vậy chi phí cho hệ thống nhiên liệu GDI cao hơn nhiều so với EFI. Có lẽ đây là một trong những lý do quan trọng khiến hệ thống GDI không phổ biến như EFI.

Xem thêm: 7 công nghệ tiết kiệm nhiên liệu trên ôtô