آیا می دانید سوخت موتورهای خودرو چگونه به محفظه احتراق وارد می شود؟ مطمئنا به جای کاربراتور، به انژکتور خودرو فکر می کنید. اما انژکتور خودرو چیست؟ کاربراتورها در حال حاضر بیشتر به خصوص برای موتورهای احتراق داخلی از بین رفته اند. یک فرآیند موثر مورد استفاده به عنوان سیستم تزریق سوخت شناخته می شود.
تزریق سوخت، معرفی سوخت در موتورهای احتراق داخلی، عمدتاً موتورهای خودرو، با استفاده از انژکتور است. این فرآیند برای همگام شدن با قوانین آلایندگی و بهره وری سوخت معرفی شد. در طول سال، خودروسازان مزایای بزرگ انژکتورهای سوخت را دیدند که در آنجا سقوط کاربراتورها آغاز می شود.
تحقیقات نشان داده است که تمام موتورهای دیزلی بر اساس طراحی از تزریق سوخت استفاده می کنند. موتورهای گازسوز می توانند از تزریق مستقیم بنزین استفاده کنند که در آن سوخت مستقیماً به محفظه احتراق داخلی می رسد. تزریق غیرمستقیم نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد، جایی که سوخت قبل از سکته ورودی با هوا مخلوط می شود.
امروز ما در لوازم یدکی کیا عمیقاً به تعریف، عملکردها، قطعات، انواع، اصل کار، مشکلات، و همچنین مزایا و معایب سیستم انژکتور سوخت در موتورهای خودرو خواهیم پرداخت.
انژکتورهای سوخت نازل کوچکی هستند که به صورت الکترونیکی کنترل می شوند تا سوخت را تحت فشار بالا به داخل محفظه احتراق موتور اتمیزه کنند. دارای دریچه هایی است که قابلیت باز و بسته شدن چندین بار در ثانیه را دارند.
قبل از وجود انژکتورهای سوخت، کاربراتور در موتورها بسیار استفاده می شد و تا به امروز این موتور همچنان وجود دارد. در واقع، بسیاری از ماشین های دیگر مانند چمن زنی و اره برقی هنوز از کاربراتور استفاده می کنند. اما از آنجایی که این قطعه در تلاش برای کنترل همه نیازهای خودرو پیچیده شد، جایگزین بهتری منتشر شد.
کاربراتورها ابتدا با سیستم تزریق سوخت بدنه دریچه گاز جایگزین شدند. این سیستم به سیستم تزریق سوخت تک نقطه ای یا مرکزی نیز معروف است. این دریچه های انژکتور سوخت کنترل شده به بدنه دریچه گاز است.
این تقریباً بهترین جایگزین بود که به تولیدکنندگان خودرو اجازه میدهد نیازی به تغییر شدید در طراحی موتور نداشته باشند.
به تدریج، با طراحی موتورهای جدید، تزریق سوخت چند پورت جایگزین تزریق سوخت بدنه دریچه گاز شد. این تزریق سوخت چند پورت به عنوان تزریق سوخت پورت، چند نقطه ای یا متوالی نیز شناخته می شود.
این سیستم شامل انژکتور سوخت برای هر سیلندر است که مستقیماً به سوپاپ ورودی پاشش می کند. اندازه گیری دقیق سوخت و پاسخ سریعتر را ارائه می دهد.
در ادامه لوازم یدکی سراتو عملکرد انژکتورهای سوخت در موتور احتراق داخلی را به طور کامل توضیح داده است:
در زیر لوازم یدکی اسپورتیج بخش های کاربردی اصلی که کار تزریق سوخت را در موتورهای خودرو امکانپذیر می سازد و نام اجزای یک انژکتور سوخت آورده است:
قسمت های اصلی سیستم تزریق سوخت به دو قسمت تقسیم می شود که شامل سمت کم فشار و فشار قوی است، قسمت های کم فشار عبارتند از مخزن سوخت، فیلتر سوخت و پمپ سوخت رسانی. در حالی که سمت فشار بالا شامل پمپ فشار بالا، انژکتور سوخت، آکومولاتور، نازل انژکتور سوخت است. نازل انژکتور برای انواع مختلف سیستم های تزریق سوخت طراحی های متفاوتی دارد.
از آنجایی که سوخت باید از مخزن سوخت به سیستم انژکتور منتقل شود، نقش سیستم سوخت کم فشار است. در حالی که از انژکتور سوخت گرفته تا محفظه احتراق سیستم فشار بالا است. در زیر نقش قسمت های زیر بیان شده است:
سیستم تزریق سوخت کاملاً دقیق عمل می کند تا مقدار صحیح سوخت را برای هر شرایط کاری فراهم کند. واحد کنترل موتور (ECU) برای نظارت بر اکثر قسمت های سنسورهای ورودی استفاده می شود. در زیر چند قسمت وجود دارد که از سنسور برای کار دقیق استفاده می کند:
در زیر انواع متداول سیستم انژکتور سوخت که در خودروهای قدیمی و مدرن دیده می شود، آورده شده است:
نوع سیستم انژکتور تک نقطه ای، اولین و ساده ترین تزریق سوخت است که جایگزین کاربراتورها می شود. این شامل یک یا دو نازل انژکتور در بدنه دریچه گاز است که گلوی منیفولد ورودی هوای موتور است.
این سیستم انژکتوری مانند سیستم قبلی دقیق نیست، اما در مقایسه با کاربراتورها، کنترل بهتر، هزینه کمتر و سرویس آسانتری دارد.
در انژکتورهای سوخت چند پورت، نازل انژکتور جداکننده در هر سیلندر، در درگاه ورودی آن قرار دارد. به همین دلیل است که این سیستم گاهی اوقات انژکتور پورت نامیده می شود، بخار سوخت را نزدیک نقطه ورودی شلیک می کند و اطمینان حاصل می کند که کاملاً به داخل سیلندر کشیده می شود.
یکی از مزایای این انژکتور این است که سوخت متر در مقایسه با یک نقطه دقیق تر است. همچنین برای دستیابی به نسبت هوای سوخت مورد نیاز عالی است و عملاً احتمال متراکم شدن یا جمع شدن سوخت در منیفولد ورودی را از بین می برد.
این نوع انژکتور سوخت با نام تزریق سوخت پورت متوالی یا تزریق زمانی نیز شناخته می شود. این یک نوع تزریق چند پورت است حتی اگر چند پورت اصلی از چندین انژکتور استفاده می کند. همه آنها سوخت خود را به طور یکسان یا متوالی پاشش می کنند و باعث می شوند که سوخت تا 150 میلی ثانیه زمانی که موتور در حالت آزاد است معلق بماند.
مزایای تزریق سوخت متوالی این است که در صورت تغییر ناگهانی راننده، سیستم سریعتر پاسخ می دهد. این به این دلیل است که سوپاپ فقط باید منتظر باز شدن سوپاپ ورودی بعدی باشد تا چرخش کامل موتور.
تزریق مستقیم در موتورهای دیزلی رایج است، اگرچه در طراحی موتورهای بنزینی رایج است. گاهی اوقات برای بنزین تزریق مستقیم DIG نامیده می شود. در فرآیند آن، سوخت مستقیماً به محفظه احتراق، از کنار سوپاپ ها تزریق می شود.
اندازه گیری سوخت دقیق تر از سایر انواع تزریق سوخت است. تزریق مستقیم سوخت متغیر دیگری را به مهندسان می دهد تا دقیقاً بر نحوه احتراق در سیلندرها تأثیر بگذارد. علم طراحی موتور به بررسی نحوه چرخش مخلوط هوا و سوخت در سیلندرها می پردازد. و همچنین انفجار از نقطه اشتعال حرکت می کند.
تزریق مستقیم در یک موتور بنزینی می تواند مواردی مانند شکل سیلندرها و پیستون ها را کنترل کند. همچنین، محل پورت و شمع، زمان، مدت و شدت جرقه. تعداد شمع در هر سیلندر همه اینها بر نحوه احتراق کامل و یکنواخت سوخت در موتور بنزینی تأثیر می گذارد.
عملکرد سیستم انژکتور سوخت بسیار جالب و قابل درک است. کار اصلی از انژکتور سوخت به محفظه احتراق پس از پمپاژ سوخت از مخزن سوخت به آن است.
همانطور که قبلا گفته شد، انژکتور سوخت یک دستگاه مکانیکی کنترل شده الکترونیکی است که وظیفه پاشش سوخت را بر عهده دارد. انژکتور انرژی می گیرد و یک آهنربای الکتریکی یک پیستون را حرکت می دهد که دریچه را باز می کند. این سوپاپ اجازه می دهد تا سوخت تحت فشار از طریق یک نازل کوچک خارج شود. نازل برای اتمیزه کردن سوخت طراحی شده است که وظیفه سوختن آسان سوخت را بر عهده دارد.
مدت زمان باز ماندن انژکتور سوخت، تعیین کننده سوخت عرضه شده به موتور است. این به “عرض پالس” معروف است و توسط یک دستگاه ECU کنترل می شود. سیستم انژکتور سوخت مستقیماً روی منیفولد ورودی نصب می شود تا بتوان سوخت را مستقیماً به سوپاپ مکش پاشید.
یک فنر در داخل انژکتور معمولی وجود دارد که دریچه سوزنی را در موقعیت نزدیک نگه می دارد. این شیر سوزنی را نگه می دارد تا زمانی که خط فشار بالا به یک مقدار خاص برسد. لوله ای به نام “ریل سوخت” وجود دارد که سوخت تحت فشار را به انژکتورها می رساند.
مقدار مناسب سوخت به قطعات مورد نیاز عرضه می شود. قسمت های مختلف موتور مجهز به سنسورهایی هستند که اطلاعاتی را در مورد میزان سوخت به ECU می دهند و در صورت نیاز تنظیمات را انجام می دهند. سنسورهای مختلف در قسمت بالای این مقاله ذکر و توضیح داده شده است.
خرابی در انژکتور سوخت پس از کار بیش از حد رخ می دهد، و اگر به طور منظم نگهداری نشود، می تواند خطاهای جدی ایجاد کند یا مسدود شود. در زیر علائم خرابی انژکتورهای سوخت و نحوه جلوگیری از خرابی آورده شده است:
هنگامی که کثیف، ذرات کربن، سوخت روغن یا انباشته شدن باقیمانده منجر به گرفتگی انژکتورهای سوخت می شود، مشکل اغلب در انژکتور سوخت رخ می دهد. این مشکلات پس از جمعآوری زبالهها در سبد فیلتر رخ میدهد که از عبور سوخت در آن جلوگیری میکند.
راه مناسب برای جلوگیری از خرابی انژکتورهای سوخت، تعمیر و نگهداری منظم است. قسمت خودرو باید به طور منظم بازرسی شود. با وجود اینکه انژکتورهای سوخت تحمل بالایی داشتند، باز هم باید بر روی قطعات بازرسی انجام شود.
برای نتیجه مطمئن تر، اضافه کردن اتانول یا مواد افزودنی جذب رطوبت، نظارت بصری، انجام تمیز کردن اولتراسونیک. و همچنین، الگوی جریان واقعی برای آزمایش حجم و اسپری کمک خواهد کرد.
مزایای سیستم تزریق سوخت به شرح زیر است:
علیرغم تمام مزایای سیستم تزریق، محدودیت هایی وجود دارد. در زیر به معایب سیستم اشاره شده است:
در نتیجه، سیستم تزریق سوخت به طور کامل جایگزین کاربراتور در موتور خودرو شده است. ما در مورد عملکرد آن بحث کرده ایم که یکی از آنها رساندن سوخت با فشار بالا به داخل سیلندر است. سیستم تزریق سوخت در انواع مختلف که شامل بدنه دریچه گاز و چند پورت است، ما همچنین جزء آن را در سمت فشار کم و فشار بالا نشان دادیم.