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.
انژکتور ماشین چیست؟
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.
وظیفه انژکتور در خودرو چیست؟
در ادامه لوازم یدکی سراتو عملکرد انژکتورهای سوخت در موتور احتراق داخلی را به طور کامل توضیح داده است:
- هدف اولیه سیستم تزریق سوخت در موتورهای دیزلی این است که طراحی آنها به شدت تحت تأثیر اجزای سازنده قرار می گیرد.
- انژکتور سوخت به رساندن سوخت به سیلندرها کمک می کند.
- این موتور را از نظر عملکرد، انتشار و سر و صدا افزایش می دهد.
- سوخت تحت فشار تزریق بسیار بالا تحویل داده می شود.
- مواد آن به گونه‌ای طراحی شده‌اند که تنش‌های بالاتری را برای دوام تحمل کنند که با کارکرد موتور مطابقت دارد.
- یکی دیگر از اهداف سیستم انژکتور این است که سوخت در زمان مناسب تزریق شود. یعنی زمان تزریق کنترل شده است.
- مقدار صحیح سوخت باید تحویل داده شود تا توان مورد نیاز موتور را برآورده کند. به همین دلیل است که اندازه گیری تزریق کنترل می شود.
- انژکتور از دقت و تحمل بیشتری در ساخت ساخته شده است تا کارایی کار آن را تضمین کند. همچنین از نشتی جلوگیری می کند.
- انژکتور سوخت سوخت را به ذرات بسیار ریز سوخت تبدیل می کند و اطمینان حاصل می کند که هر قطره کوچک سوخت تبخیر شده و تحت فرآیند احتراق قرار می گیرد.
- اکسیژن کافی برای مخلوط شدن با سوخت اتمیزه وجود دارد و احتراق کامل را تضمین می کند.
بخش های اصلی سیستم تزریق سوخت
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:
- مخزن سوخت – بخشی که در آن سوخت ذخیره می شود.
- پمپ سوخت – سوخت را از مخزن سوخت به سیستم تزریق سوخت پمپ می کند.
- پمپ انژکتور – این قسمت یک متر و سوخت تحت فشار برای تزریق است.
- گاورنر – سوخت را مطابق با بار تامین کنید.
- انژکتور سوخت – سوخت را از پمپ تزریق به سیلندرها می رساند.
- فیلتر سوخت – برای فیلتر کردن خاک، مجرای ذرات و ذرات ساینده از مسدود کردن سیستم تزریق.
انواع سنسور انژکتور
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:
- سنسور اکسیژن – به مقدار اکسیژن موجود در اگزوز توجه کنید، که به ECU اجازه می دهد تا تعیین کند که آیا مخلوط سوخت غنی است یا بدون چربی. بر این اساس تنظیم می کند.
- سنسور موقعیت دریچه گاز – این سنسور موقعیت سوپاپ دریچه گاز را کنترل می کند تا بداند چه مقدار هوا وارد موتور می شود. ECU به سرعت به تغییرات واکنش نشان می دهد و در صورت لزوم میزان سوخت را افزایش یا کاهش می دهد.
- سنسور جریان هوای انبوه – به ECU اجازه دهید از مقدار سوخت وارد شده به موتور مطلع شود.
- سنسور دمای مایع خنک کننده – تعیین می کند که چه زمانی موتور به دمای کارکرد مناسب خود به ECU می رسد.
- سنسور فشار مطلق منیفولد – تعیین فشار هوا در منیفولد ورودی.
- سنسور دور موتور – دور موتور را کنترل می کند، به همین دلیل است که برای محاسبه عرض پالس استفاده می شود.
- سنسور ولتاژ – ولتاژ سیستم را در خودرو تعیین کنید تا بدانید ECU چه زمانی سرعت دور آرام را افزایش می دهد. این ممکن است زمانی باشد که ولتاژ کاهش می یابد که نشان دهنده بار الکتریکی بالا است.
انواع انژکتور خودرو
در زیر انواع متداول سیستم انژکتور سوخت که در خودروهای قدیمی و مدرن دیده می شود، آورده شده است:
تزریق بدنه تک نقطه ای یا دریچه گاز:
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.
تزریق سوخت بندری یا چند پورتی:
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.
تزریق سوخت متوالی:
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:
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 انژکتور خودرو
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.
علائم خرابی انژکتور و نحوه جلوگیری از آنها
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:
- عملکرد موتور خشن
- عوارض هنگام استارت زدن خودرو
- بوهای سوخت
- رقیق شدن روغن
- انتشار ناموفق
- موتور نمی تواند به دور کامل در دقیقه برسد
- عملکرد ضعیف خودرو
- خرابی فاجعه بار موتور
- انتشار دود
- افزایش مصرف سوخت
- آلودگی
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.
مزایا و معایب سیستم تزریق سوخت
مزایا:
مزایای سیستم تزریق سوخت به شرح زیر است:
- مخلوط سوخت دقیق از سوخت و هوا، حداکثر بهره وری سوخت و تولید نیرو را تضمین می کند.
- فرآیند احتراق در موتور تزریق سوخت بسیار کارآمدتر است.
- موتورهای تزریق سوخت مقرون به صرفه تر هستند و میزان انتشار را به حداکثر و حداقل می رساند.
- استارت سرد در موتور انژکتوری سوخت حذف می شود و نیازی به خفه کردن دستی نیست.
- همچنین در موتورسیکلت های مدرن با عملکرد استفاده می شود.
- سیستم تزریق سوخت به طور خودکار مخلوط هوا و سوخت را با توجه به شرایط محیطی متعادل می کند.
- لرزش موتور کاهش می یابد و مشکل رسوب شمع به حداقل می رسد.
معایب
علیرغم تمام مزایای سیستم تزریق، محدودیت هایی وجود دارد. در زیر به معایب سیستم اشاره شده است:
- این یک دستگاه کنترل شده الکترونیکی پیچیده است که با سنسورهای الکترونیکی کمی کار می کند.
- تعمیر و نگهداری و تعمیر سیستم بسیار محدود است. یعنی همه کارگاه ها نمی توانند کار خود را انجام دهند.
- سیستم تزریق سوخت بسیار گران است.
- مواد و سوخت با کیفیت خوب به شدت توصیه می شود.
- هیچ راه حلی برای هزینه کم و ظرفیت کم وجود ندارد.
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.
