Vòi phun nhiên liệu diesel: Cấu tạo, nguyên lý và dấu hiệu hư hỏng

Vòi phun nhiên liệu diesel đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình đốt cháy của động cơ. Hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các dấu hiệu hư hỏng sẽ giúp bạn nhận biết sớm các vấn đề và bảo dưỡng xe hiệu quả hơn.

Vòi phun nhiên liệu diesel ô tô là gì?

Vòi phun nhiên liệu diesel là một bộ phận quan trọng trong động cơ diesel, có chức năng chính là phun nhiên liệu diesel vào buồng đốt của động cơ.

Khác với động cơ xăng ô tô, động cơ diesel không sử dụng bugi để đốt cháy nhiên liệu. Thay vào đó, nhiên liệu diesel được nén ở áp suất cực cao và phun vào buồng đốt, nơi không khí đã được nén đến nhiệt độ rất cao. Nhiệt độ cao này sẽ làm nhiên liệu tự bốc cháy.

Cấu tạo của vòi phun nhiên liệu diesel

Trong lĩnh vực kiến thức ô tô, cấu tạo của vòi phun nhiên liệu diesel khá phức tạp và tinh vi để đáp ứng các yêu cầu khắt khe về áp suất và độ chính xác. Dưới đây là các thành phần chính của một vòi phun nhiên liệu diesel hiện đại:

• Thân đỡ vòi phun: Đây là phần vỏ ngoài cùng, đóng vai trò là khung chính để chứa và bảo vệ các bộ phận bên trong của vòi phun. Phần này cũng có ren hoặc các cơ cấu khác để vòi phun có thể được lắp đặt chắc chắn vào đầu xi lanh của động cơ.
• Ống tràn: Ống này kết nối với một khoang nhỏ bên trong vòi phun. Chức năng chính của nó là dẫn lượng nhiên liệu dư thừa (sau khi đã bôi trơn và làm mát các bộ phận chuyển động bên trong vòi phun) trở lại bình chứa nhiên liệu hoặc đường hồi nhiên liệu của hệ thống.
• Tấm đệm điều chỉnh: Nó được sử dụng để điều chỉnh lực nén ban đầu của lò xo nén lên kim phun. Bằng cách thay đổi độ dày của tấm đệm này, người ta có thể điều chỉnh áp suất mở kim phun để đảm bảo thời điểm và lượng nhiên liệu phun chính xác.
• Lò xo nén: Lò xo này tạo ra một lực ép thường trực lên chốt ép và cuối cùng là lên kim phun. Lực ép này giữ cho kim phun đóng kín các lỗ phun ở đầu vòi phun khi không có áp suất phun nhiên liệu.
• Chốt ép: Đây là một chi tiết nhỏ, thường có dạng trụ, nằm giữa lò xo nén và miếng ngăn (hoặc trực tiếp tác động lên kim phun). Nó có vai trò truyền lực ép từ lò xo xuống kim phun một cách đồng đều.
• Miếng ngăn: Miếng ngăn này được đặt giữa chốt ép và kim phun, có nhiều hình dạng và kích thước khác nhau tùy thuộc vào thiết kế của vòi phun. Chức năng của miếng ngăn có thể là để điều chỉnh chiều dài tổng thể của cụm chi tiết tác động lên kim phun hoặc để phân phối lực ép một cách hiệu quả hơn.
• Kim phun: Đây là bộ phận quan trọng nhất của vòi phun, trực tiếp điều khiển dòng nhiên liệu phun vào buồng đốt. Khi áp suất nhiên liệu đủ lớn để thắng được lực ép của lò xo, kim phun sẽ được nâng lên, tạo khe hở để nhiên liệu phun ra qua các lỗ phun. Khi áp suất giảm, lò xo sẽ đẩy kim phun trở lại vị trí đóng, ngắt dòng nhiên liệu.
• Thân vòi phun: Đây là phần thân dưới của vòi phun, chứa kim phun và các lỗ phun nhiên liệu. Đầu của thân vòi phun được thiết kế đặc biệt với các lỗ phun có kích thước và góc độ chính xác để tạo ra tia nhiên liệu tơi và phân tán đều trong buồng đốt.
• Đai ốc hãm: Đai ốc này được sử dụng để siết chặt thân đỡ vòi phun và thân vòi phun lại với nhau. Nó đảm bảo rằng tất cả các bộ phận bên trong được giữ cố định và chịu được áp suất cao mà không bị lỏng lẻo trong quá trình động cơ hoạt động.

Nguyên lý hoạt động của vòi phun nhiên liệu diesel

Vòi phun nhiên liệu diesel hoạt động dựa trên sự phối hợp của nhiều bộ phận để đưa nhiên liệu vào buồng đốt. Ban đầu, lò xo nén tác dụng lực lên chốt ép, miếng ngăn và giữ cho kim phun đóng kín lỗ phun trên thân vòi phun. Điều này giúp ngăn không cho nhiên liệu rò rỉ.

Khi động cơ đến thời điểm phun, hệ thống bơm sẽ tạo ra áp suất cực cao trong đường dẫn nhiên liệu đến vòi phun. Áp suất này tác động lên bề mặt kim phun. Khi áp suất đủ lớn để thắng được lực ép của lò xo nén, kim phun sẽ được nâng lên.

Khi kim phun nâng lên, các lỗ phun nhỏ ở đầu vòi phun sẽ mở ra. Nhiên liệu diesel dưới áp suất cao sẽ phun ra ngoài thành tia tơi và mịn. Tia nhiên liệu này hòa trộn với không khí nóng trong buồng đốt và tự bốc cháy. Khi quá trình phun kết thúc hoặc áp suất nhiên liệu giảm, lò xo nén sẽ đẩy kim phun trở lại vị trí đóng. Lúc này, dòng nhiên liệu bị ngắt.

Trong các vòi phun điện tử hiện đại, thời điểm và lượng nhiên liệu phun còn được điều khiển chính xác hơn thông qua các bộ chấp hành điện từ hoặc áp điện. Tuy nhiên, nguyên lý cơ bản về áp suất nhiên liệu vẫn là yếu tố then chốt.

Dấu hiệu hư hỏng vòi phun nhiên liệu diesel

Xe xuất hiện khói trắng hoặc xanh

Khói trắng hoặc xanh thường chỉ ra rằng có nhiên liệu diesel không bị đốt cháy hoặc chỉ cháy một phần lọt vào hệ thống xả.

Nguyên nhân có thể do vòi phun bị rò rỉ, tức là nhỏ giọt nhiên liệu vào buồng đốt sau khi quá trình phun chính đã kết thúc hoặc thậm chí khi động cơ không hoạt động. Nhiên liệu này sẽ không được đốt cháy hoàn toàn và thoát ra ngoài dưới dạng khói trắng hoặc xanh. Khả năng phun tơi kém cũng có thể dẫn đến tình trạng này.

Xe ô tô xuất hiện khói đen

Khói đen xuất hiện khi nhiên liệu diesel không được đốt cháy hoàn toàn trong buồng đốt. Điều này thường xảy ra khi tỷ lệ giữa nhiên liệu và không khí bị mất cân đối, với lượng nhiên liệu vượt quá lượng không khí có sẵn (hỗn hợp quá đậm).

Nếu bạn gặp phải vấn đề này hoặc cần thay mới vòi phun, hãy liên hệ ngay với Phụ Tùng Đức Anh qua Zalo/Hotline 0979722210 để được tư vấn, cung cấp sản phẩm chính hãng và hỗ trợ kỹ thuật chuyên nghiệp.

Động cơ không khởi động hoặc khó khởi động

Để động cơ diesel nổ máy, nhiên liệu cần được phun đúng thời điểm và đủ áp suất vào buồng đốt. Nếu vòi phun bị tắc, rò rỉ, hoặc kim phun không mở đúng cách, hỗn hợp nhiên liệu–không khí không đạt điều kiện cháy. Ngoài ra, nếu vòi phun bị rò quá nhiều, áp suất nhiên liệu sẽ không đủ để khởi động động cơ.

Nguyên nhân động cơ khó khởi động có thể do đường nhiên liệu tắc nghẽn, bộ chấp hành (solenoid hoặc áp điện) phản hồi sai, hoặc kim phun bị kẹt. Những lỗi này khiến nhiên liệu không được phun chính xác, gây khó khăn khi khởi động.

Động cơ chạy không đều hoặc rung giật

Khi động cơ rung giật hoặc chạy không đều, nguyên nhân có thể đến từ sự mất cân bằng trong quá trình đốt cháy giữa các xi lanh. Một vòi phun hoạt động không chuẩn, phun quá nhiều, quá ít, hoặc phun không đều sẽ khiến xi lanh đó đốt cháy kém, gây rung và giảm hiệu suất.

Về mặt kỹ thuật, tình trạng này có thể do lỗ phun bị nghẹt, kim phun kẹt, hoặc bộ điều khiển vòi phun phản ứng không đồng đều. Những lỗi này khiến nhiên liệu không được phân phối đúng cách, làm rối loạn quá trình đốt cháy trong động cơ.

Tiếng ồn lạ từ động cơ

Khi bạn nghe thấy tiếng ồn bất thường từ động cơ diesel, đặc biệt là tiếng gõ mạnh hoặc tiếng tích tắc liên tục, rất có thể nguyên nhân đến từ vòi phun nhiên liệu.

Lỗi vòi phun có thể khiến nhiên liệu được phun sai thời điểm, gây ra hiện tượng gõ máy. Ngoài ra, rò rỉ nhiên liệu từ vòi phun cũng có thể dẫn đến cháy sớm, tạo ra âm thanh lạ.

Mùi nhiên liệu sống

Mùi nhiên liệu sống, tức mùi diesel chưa cháy, là dấu hiệu cho thấy có hiện tượng rò rỉ nhiên liệu hoặc nhiên liệu không được đốt cháy hoàn toàn trong buồng đốt. Nguyên nhân thường đến từ vòi phun nhiên liệu bị hỏng. 

Vòi có thể rò rỉ bên ngoài, từ thân vòi phun hoặc các khớp nối, khiến nhiên liệu thoát ra ngoài mà không đi vào buồng đốt. Trường hợp khác là rò rỉ bên trong, khi nhiên liệu được phun ra nhưng không cháy hết, dẫn đến khí xả có mùi nhiên liệu sống.

Đèn báo lỗi động cơ bật sáng

Đèn báo lỗi động cơ bật sáng là dấu hiệu cho thấy hệ thống điều khiển điện tử (ECU) đã phát hiện ra một bất thường trong quá trình vận hành của động cơ, trong đó vòi phun nhiên liệu là một trong những thành phần được giám sát chặt chẽ. 

Khi vòi phun hoạt động không chính xác (ví dụ như lượng nhiên liệu phun sai, phản hồi chậm, điện trở không đúng), ECU sẽ ghi nhận mã lỗi và bật đèn cảnh báo trên bảng đồng hồ. 

 

Phân biệt vòi phun diesel và xăng

Vòi phun nhiên liệu diesel và vòi phun nhiên liệu xăng (gasoline) có những khác biệt cơ bản về cấu tạo và nguyên lý hoạt động do đặc tính của hai loại nhiên liệu và cách động cơ đốt cháy chúng khác nhau:

Đặc điểm	Vòi phun Diesel	Vòi phun xăng
Nguyên lý hoạt động	Phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt, nơi không khí nén tự bốc cháy.	Phun nhiên liệu vào đường ống nạp hoặc trực tiếp vào buồng đốt (GDI), hòa trộn với không khí trước khi bugi đánh lửa.
Áp suất phun	Rất cao (vài trăm đến hàng nghìn bar).	Thấp hơn nhiều (3-6 bar cho phun gián tiếp, 30-200 bar cho GDI).
Độ tơi của tia phun	Cần tia phun cực kỳ tơi và mịn để tự bốc cháy nhanh chóng và hoàn toàn.	Độ tơi quan trọng để hòa trộn với không khí, nhưng không yêu cầu áp suất quá cao.
Cơ chế điều khiển	Thường là điện tử (solenoid hoặc piezo) cho độ chính xác cao; các loại cũ hơn có thể là cơ khí.	Chủ yếu là điện từ (solenoid).
Thiết kế & Cấu tạo	Mạnh mẽ, chịu áp suất cao, các bộ phận gia công chính xác, vật liệu đặc biệt.	Đơn giản hơn do áp suất hoạt động thấp hơn.
Số lần phun	Có thể thực hiện nhiều lần phun trong một chu kỳ đốt (phun sơ bộ, phun chính, phun thứ cấp).	Thường chỉ có một lần phun chính trong mỗi chu kỳ đốt (trừ một số hệ thống GDI tiên tiến).
Độ chính xác & Dung sai	Yêu cầu độ chính xác và dung sai cực kỳ cao về lượng nhiên liệu và thời điểm phun.	Độ chính xác quan trọng nhưng không khắt khe bằng vòi phun diesel.

Tổng quan lại, vòi phun diesel phải hoạt động ở áp suất cực cao để phun nhiên liệu trực tiếp vào không khí nén nóng, trong khi vòi phun xăng hoạt động ở áp suất thấp hơn và phun nhiên liệu vào đường ống nạp hoặc trực tiếp vào buồng đốt để hòa trộn với không khí trước khi được bugi đánh lửa. 

Nếu bạn nghi ngờ vòi phun nhiên liệu diesel gặp vấn đề hoặc cần thay mới, đừng chần chừ! Hãy liên hệ ngay Phụ Tùng Đức Anh qua Zalo/Hotline 0979 722 210 để được tư vấn và cung cấp vòi phun chất lượng, giá tốt cùng hỗ trợ kỹ thuật tận tâm.