سیستم تزریق سوخت – انواع، عملکرد، مزایا و معایب

در این مقاله ام کو پارت فروشگاه لوازم یدکی تویوتا می آموزید که سیستم تزریق سوخت چیست؟ اجزا، نحوه عملکرد، مزایا، معایب و کاربردهای آن توضیح داده شده است.

سیستم تزریق سوخت چیست؟

سیستم تزریق سوخت نوعی سیستم موتور احتراق داخلی است که از انژکتورهای سوخت برای رساندن سوخت به شیوه ای دقیق و کنترل شده به محفظه یا سیلندرهای احتراق موتور استفاده می کند. این امر با اتمیزه کردن سوخت و تزریق آن تحت فشار بالا در زمان مناسب به سیلندرهای موتور، احتراق کارآمد را تضمین می کند.

کاربراتور قبل از اختراع انژکتورهای سوخت به طور گسترده در موتورها استفاده می شد و این موتور هنوز هم مورد استفاده قرار می گیرد. در واقعیت، بسیاری از ماشین‌های دیگر هنوز از کاربراتور استفاده می‌کنند، از جمله چمن‌ زن و اره‌ های برقی. با توجه به پیچیدگی کنترل تمام نیازهای خودرو، تزریق سوخت به عنوان جایگزین بهتری منتشر شد.

سیستم های تزریق انواع مختلفی دارند، اما همه آنها در برخی از قطعات اساسی مشترک هستند. این قطعات شامل یک پمپ سوخت، یک انژکتور سوخت، یک تنظیم کننده فشار سوخت و یک واحد کنترل الکترونیکی (ECU) است که عملکرد سیستم را مدیریت می کند.

خودروهای امروزی از سیستم های تزریق برای افزایش بهره وری سوخت، کاهش آلاینده ها و افزایش عملکرد استفاده می کنند. به منظور رعایت استانداردهای آلایندگی و بهبود عملکرد موتور، آنها همچنین امکان کنترل بیشتر روی مخلوط هوا/سوخت را فراهم می کنند. در ادامه با لوازم یدکی هیوندای ام کو پارت همراه باشید تا با انواع و اجزای سیستم های تزریق سوخت آشنا شوید.

اجزای سیستم تزریق سوخت

سیستم تزریق سوخت یک سیستم پیچیده است که از چندین بخش مهم تشکیل شده است. اجزای ضروری یک سیستم تزریق عبارتند از:

• مخزن سوخت
• پمپ سوخت
• پمپ تزریق
• فیلتر سوخت
• گاورنر
• تنظیم کننده فشار سوخت
• انژکتورهای سوخت
• بدنه دریچه گاز
• ماژول کنترل موتور (ECM)

مخزن سوخت

مخزن سوخت به عنوان یک مخزن برای تامین سوخت عمل می کند و به حفظ دمای آن در زیر نقطه اشتعال کمک می کند. علاوه بر این، مخزن سوخت نقش مهمی در دفع گرما از سوختی که از موتور بازگردانده می شود، ایفا می کند.

پمپ سوخت

سوخت توسط پمپ بنزین از باک سوخت به انژکتورهای سوخت منتقل می شود. پمپ های سوخت الکتریکی یا مکانیکی هر دو موجود هستند. هدف پمپ بنزین ثابت نگه داشتن فشار سوخت است.

پمپ تزریق

مکانیزمی که سوخت را به سیلندرهای موتور دیزل تزریق می کند به عنوان پمپ تزریق شناخته می شود. یک تسمه دندانه دار (اغلب تسمه تایم) که میل بادامک را نیز به حرکت در می آورد، برای هدایت پمپ تزریق به طور غیر مستقیم از میل لنگ استفاده می شود.

فیلتر سوخت

فیلتر بنزین خودرو میزان کثیفی، زباله و سایر آلاینده‌ها را کاهش می‌ دهد که به انژکتورهای سوخت می‌ رسند و به جلوگیری از آلوده شدن سوخت کمک می‌ کنند. گرفتگی فیلتر سوخت می تواند عملکرد موتور را کاهش دهد و حتی باعث آسیب به سیستم تزریق سوخت شود.

گاورنر

وظیفه گاورنر تنظیم سوخت به سیلندرهای موتور به منظور کنترل سرعت واحد، ثابت نگه داشتن سرعت برای تمام شرایط باری است که به ژنراتور که توسط موتور هدایت می شود، ثابت نگه می دارد.

تنظیم کننده فشار سوخت

وظیفه تنظیم کننده فشار سوخت کنترل فشار سوخت و تضمین جریان ثابت سوخت به موتور است. این کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که فشار سوخت در محدوده از پیش تعیین شده باقی می ماند.

انژکتور سوخت

قطعاتی که سوخت را به محفظه احتراق موتور می‌رسانند به عنوان انژکتور سوخت شناخته می‌شوند. سوخت توسط انژکتورهای سوخت با فشار بالا و با الگوی دقیق به داخل موتور پاشیده می شود.

بدنه دریچه گاز

بدنه دریچه گاز بخشی از موتور است که میزان هوای ورودی به موتور را کنترل می کند. به طور معمول، در نیمه راه بین فیلتر هوا و منیفولد ورودی قرار دارد.

ماژول کنترل موتور (ECM)

ECM سیستم تزریق سوخت به عنوان مغز آن شناخته می شود. مخلوط سوخت و هوا، زمان پاشش سوخت و سایر پارامترها توسط ECM با استفاده از ورودی سنسورهای مختلف برای بهبود عملکرد موتور و مصرف سوخت تنظیم می‌شوند.

عملکرد سیستم تزریق سوخت

سیستم تزریق سوخت موتور، احتراق کارآمد و عملکرد بهینه را با تحویل سوخت به شیوه ای کنترل شده و دقیق بر اساس شرایط عملکرد موتور تضمین می کند. به طور معمول، از یک واحد کنترل الکترونیکی، یک تنظیم کننده فشار سوخت، انژکتورهای سوخت و یک پمپ سوخت (ECU) تشکیل شده است.

پمپ بنزین سوخت را تحت فشار قرار می دهد و آن را به انژکتورهای سوخت می رساند. انژکتورها سوخت را به محفظه احتراق موتورها می رسانند. تنظیم کننده فشار سوخت فشار سوخت را در محدوده خاصی نگه می دارد، در حالی که ECU بار موتور، RPM و دما را برای تعیین بهترین سوخت مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهد.

با تغییر مقدار، زمان و الگوی تزریق سوخت، سیستم تزریق سوخت، تحویل سوخت را تنظیم می کند. در نتیجه، مخلوط هوا و سوخت را می توان به طور دقیق کنترل کرد و از احتراق کارآمد اطمینان حاصل کرد و بهترین عملکرد موتور، راندمان سوخت و کاهش آلاینده ها را ایجاد کرد.

نوع سیستم مورد استفاده بر عملکرد خاص سیستم تزریق سوخت تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، یک سیستم پورت سوخت را به درگاه ورودی می رساند، در حالی که یک سیستم تزریق مستقیم سوخت را مستقیماً به محفظه احتراق می رساند. هدف کلی آن رساندن سوخت دقیق و کارآمد به موتور برای بهینه سازی عملکرد و کارایی است.

انواع سیستم تزریق سوخت

سیستم های تزریق سوخت انواع مختلفی دارند که هر کدام دارای ویژگی ها و مزایای خاصی هستند. در زیر تعدادی از معمولی ترین طرح های سیستم تزریق سوخت ذکر شده است:

• تزریق یک نقطه ای یا دریچه گاز (TBI)
• تزریق سوخت چند نقطه ای (MPI)
• تزریق مستقیم (DI)
• تزریق سوخت متوالی
• سیستم تزریق دوگانه

تزریق یک نقطه ای یا دریچه گاز (TBI)

اولین سیستم تزریق سوخت برای جایگزینی کاربراتورها از نوع تک نقطه ای بود. خودروهای قدیمی اغلب دارای این نوع سیستم تزریق سوخت هستند زیرا ساده ترین است. یک انژکتور سوخت تکی روی بدنه دریچه گاز وجود دارد که در بالای منیفولد ورودی نصب شده است.

بدنه دریچه گاز اسپری سوخت را از انژکتور دریافت می کند که قبل از تحویل آن به موتور، آن را با هوای ورودی مخلوط می کند. این شامل یک یا دو نازل انژکتور در بدنه دریچه گاز موتور است که گلوی منیفولد ورودی هوا است. در حالی که انژکتورها به اندازه کاربراتورها دقیق نیستند، کنترل بهتری دارند، هزینه کمتری دارند و نگهداری آنها راحت تر است.

تزریق سوخت چند نقطه ای (MPFI)

انژکتورهای سوخت چندگانه در سیستم پاشش سوخت چند نقطه ای استفاده می شوند و در درگاه های ورودی هر سیلندر قرار می گیرند. این سیستم عملکرد بهتر موتور و کنترل دقیق تری روی مخلوط سوخت را امکان پذیر می کند.

این سیستم از چندین پورت در سوپاپ ورودی هر سیلندر برای تزریق سوخت به موتورهای احتراق داخلی استفاده می کند. به طور دقیق و به موقع مقدار مناسب سوخت را در هر سیلندر توزیع می کند. سیستم های MPFI را می توان به صورت دسته ای، همزمان یا متوالی طبقه بندی کرد. اتومبیل های مدرن و سایر وسایل نقلیه اغلب از آن استفاده می کنند.

تزریق مستقیم (DI)

به جای منیفولد ورودی یا بدنه دریچه گاز، تزریق مستقیم (DI) سوخت را مستقیماً به محفظه احتراق موتور تزریق می کند. این سیستم کنترل دقیق تری بر روی مخلوط سوخت را امکان پذیر می کند که ممکن است عملکرد موتور را بهبود بخشد، راندمان سوخت را افزایش دهد و آلایندگی کمتری داشته باشد.

اینها معمولاً توسط یک واحد کنترل الکترونیکی (ECU) مدیریت می شوند که با استفاده از اطلاعات سنسورهای مختلف، بهترین سوخت رسانی را تعیین می کند. تحویل مستقیم سوخت به محفظه احتراق امکان بهینه سازی مخلوط سوخت را برای شرایط مختلف موتور، مانند کارکرد با بار زیاد یا سرعت کم، فراهم می کند.

تزریق سوخت متوالی

در یک سیستم تزریق سوخت متوالی، سوخت بر اساس ترتیب شلیک موتور به ترتیب خاصی به سیلندرهای موتور می رسد. هنگامی که موتور در حالت آرام است، سوخت می تواند تا 150 میلی ثانیه بماند زیرا همه آنها به طور همزمان یا متوالی پاشش می کنند.

تزریق سوخت متوالی این مزیت را دارد که به موتور اجازه می‌دهد به تغییرات ناگهانی راننده واکنش نشان دهد. این به این دلیل است که سوپاپ نیازی به صبر کردن برای چرخش کامل موتور ندارد. در عوض، فقط باید منتظر باز شدن دریچه ورودی زیر باشد.

سیستم تزریق دوگانه

سیستم تزریق سوخت دوگانه برای غلبه بر معایب هر دو سیستم مستقیم و پورت توسعه یافته است. این سیستم در درجه اول به انژکتور سوخت پورت در دورهای پایین متکی است زیرا مخلوط هوا و سوخت بهتری تولید می کند. این فرض را بر این می گذارد که موتور به طور کامل از تزریق سوخت پورت بهره می برد.

با افزایش RPM، انژکتور مستقیم کنترل می شود و انژکتور پورت خاموش می شود. از آنجایی که سیستم مستقیم در دورهای بالاتر سریعتر است و ممکن است عملکرد بهتری داشته باشد، این کار راندمان احتراق را بهبود می بخشد.

انژکتور پورت زمانی کمک می کند که انژکتور پورت مستقیم نتواند سوخت کافی را در چنین سرعت های بالا با افزایش RPM تامین کند. در دورهای بالا، هر دو انژکتور با هم کار می کنند تا سوخت سیلندر را تامین کنند.

علائم خرابی سیستم تزریق سوخت

اختلال در عملکرد سیستم تزریق سوخت اغلب علائم مختلفی را ایجاد می کند، مانند:

• کاهش راندمان سوخت: عملکرد نادرست سیستم سوخت می تواند منجر به مصرف سوخت بیش از حد نیاز موتور، کاهش راندمان سوخت و افزایش مصرف سوخت شود.
• دور آرام: موتور ممکن است به دلیل خرابی سیستم پاشش سوخت، ناهموار یا نامنظم کار کند، که می تواند به صورت لرزش در داخل خودرو احساس شود.
• سوختن ناقص موتور: زمانی که سیستم سوخت به درستی کار نمی کند، موتور ممکن است دچار اشتباه شود یا به طور ناهموار کار کند، که می تواند به عنوان کاهش قدرت یا لکنت در هنگام شتاب گیری مشاهده شود.
• مشکلات راه اندازی: اگر سیستم پاشش سوخت خراب شود ممکن است راه اندازی موتور دشوار باشد یا نیاز به چندین بار تلاش باشد.
• توقف یا تردید: هنگام شتاب گیری یا رانندگی، موتور ممکن است به دلیل خرابی سیستم پاشش سوخت از کار بیفتد یا دچار تردید شود.
• چراغ موتور را بررسی کنید: چراغ چک موتور ممکن است به دلیل خرابی سیستم تزریق سوخت روشن شود، که می تواند مشکل موتور یا سیستم آلایندگی باشد.
• کاهش قدرت موتور: خرابی سیستم پاشش سوخت ممکن است منجر به از دست دادن قدرت موتور شود یا آنطور که باید کار نکند.

مزایای سیستم تزریق سوخت

در مقایسه با موتورهای کاربراتوری معمولی، سیستم های تزریق سوخت دارای مزایای متعددی هستند.

برخی از مزایای اصلی سیستم های تزریق سوخت به شرح زیر است:

• در مقایسه با کاربراتورها، سیستم‌ های تزریق سوخت سوخت را با دقت بیشتری و تحت فشار بیشتر تحویل می‌دهند و به موتور اجازه می‌دهند تا به طور موثرتری کار کند.
• مخلوط هوا/سوخت را می توان با دقت بیشتری کنترل کرد، که می تواند عملکرد موتور را بهبود بخشد، شتاب را صاف کند و آلایندگی کمتری داشته باشد.
• این سیستم می تواند به کاهش انتشارات مضر مانند مونوکسید کربن، اکسیدهای نیتروژن و ذرات کمک کند.
• سیستم‌ های تزریق سوخت می‌توانند با تنظیم خودکار نسبت هوا/سوخت برای جبران دمای پایین، شروع سرد را تسهیل کنند.
• در مقایسه با موتورهای کاربراتوری، سیستم‌های تزریق سوخت معمولاً قابل تعمیر هستند و نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند.
• موتورسیکلت های پرفورمنس مدرن می توانند از این سیستم استفاده کنند.
• این سیستم مشکلات رسوب شمع را کاهش می دهد و لرزش موتور را کاهش می دهد.

معایب سیستم تزریق سوخت

در حالی که موتورهای تزریق سوخت دارای مزایای زیادی نسبت به موتورهای کاربراتوری معمولی هستند، برخی از معایب احتمالی نیز وجود دارد که باید از آنها آگاه بود.

برخی از معایب سیستم های تزریق سوخت به شرح زیر است:

• از آنجایی که تشخیص و تعمیر سیستم های تزریق سوخت نیاز به دانش و تجهیزات تخصصی دارد، این سیستم ها نسبت به موتورهای کاربراتوری پیچیده تر هستند.
• به طور کلی هزینه ساخت و نصب سیستم های تزریق سوخت بیشتر از موتورهای کاربراتوری است.
• قطعات الکترونیکی مانند سنسورها، محرک‌ ها و ماژول‌ های کنترل برای کارکرد سیستم‌ های تزریق سوخت ضروری هستند. احتمال خراب شدن این قطعات وجود دارد.
• برای اینکه به درستی کار کند، به سوخت تمیز نیاز دارد. اگر سوخت با زباله، آب یا سایر آلاینده‌ ها آلوده شود، انژکتورهای سوخت ممکن است مسدود شوند.
• در مقایسه با موتورهای کاربراتوری، تشخیص سیستم های تزریق سوخت می تواند چالش برانگیزتر باشد.

کاربردهای سیستم تزریق سوخت

کاربردهای مختلفی برای سیستم های تزریق سوخت وجود دارد که در زیر به برخی از آنها اشاره می شود:

• به منظور افزایش راندمان سوخت، کاهش آلاینده ها و بهبود عملکرد موتور، سیستم اغلب در خودروهای مدرن استفاده می شود.
• برای افزایش کارایی و کارایی موتور، بسیاری از موتورسیکلت های مدرن نیز از سیستم های تزریق سوخت برای تامین سوخت موتور استفاده می کنند.
• این سیستم ها در موتورهای هواپیما برای کنترل دقیق مخلوط سوخت و بهبود عملکرد موتور در ارتفاعات استفاده می شوند.
• موتورهای دریایی، مانند موتورهای موجود در قایق ها و کشتی ها، از سیستم های تزریق سوخت برای بهبود کارایی و عملکرد سوخت استفاده می کنند.
• علاوه بر این، طیف گسترده ای از موتورهای صنعتی، مانند موتورهای موجود در ژنراتورها، ماشین آلات کشاورزی و تجهیزات ساختمانی، از سیستم های تزریق سوخت استفاده می کنند.

جمع بندی

امیدوارم همه چیز را در مورد “سیستم تزریق سوخت” پوشش داده باشم. لطفا اگر این مقاله برایتان جالب بود با دوستان خود به اشتراک بگذارید.