سیستم پاشش سوخت انژکتور خودرو چیست؟
سیستم پاشش سوخت انژکتوری به منظور تزریق دقیق سوخت به داخل اتاقک سوخت موتور طراحی شده است. همان‌طور که گفتیم، این عمل باعث افزایش کارایی موتور، کاهش مصرف سوخت و کاهش آلاینده‌های محیط زیست نظیر اکسیدهای نیتروژن و ذرات جامد معلق می‌شود.
اگر بخواهیم به زبان ساده‌تر این موضوع را توضیح دهیم، باید بگوییم که موتور برای استارت اولیه، گرم شدن و در نهایت حرکت و شتاب‌گیری به سوخت نیاز دارد که این سوخت بسته به سرعت‌های مختلف اتومبیل باید به موتور منتقل شود. سیستم پاشش سوخت و انژکتور وظیفه دارد میزان سوخت مورد نیاز موتور را بر اساس سرعت و کارکرد موتور تنظیم نماید و آن را به موتور برساند.
اجزای اصلی سیستم پاشش سوخت انژکتوری عبارتند از:
انژکتور: بخش اصلی و مسئول تزریق سوخت به داخل اتاقک سوخت موتور است.
پمپ سوخت: مسئول ایجاد فشار لازم برای تزریق سوخت به انژکتورهاست.
سنسورها و کنترل‌گرها: برای کنترل دقیق تزریق سوخت و تطبیق آن با نیاز موتور استفاده می‌شود.
در هنگام روشن شدن موتور، پمپ سوخت فشار لازم را ایجاد می‌نماید. سپس با توجه به نیاز موتور، سنسورها و کنترل‌گرها میزان دقیق تزریق سوخت را تنظیم می‌کنند. در نهایت انژکتورها با دقت و زمانبندی مناسب، سوخت را به داخل محفظه سوخت می‌رسانند.
انواع سیستم‌های پاشش سوخت
همه خودروها از دو نوع اصلی سیستم پاشش سوخت استفاده می‌کنند:
- سیستم پاشش سوخت انژکتوری
- سیستم پاشش سوخت کاربراتوری
سیستم پاشش سوخت انژکتوری (EFI)
سیستم پاشش سوخت انژکتوری، یک سیستم پیشرفته است که سوخت را به صورت مستقیم و دقیق به داخل محفظه سوخت موتور تزریق می‌کند. این سیستم از یک یا چند انژکتور برای تزریق سوخت تشکیل شده است و نحوه عملکرد آن بدین صورت است که ابتدا سوخت با فشار زیاد و از طریق لوله‌های انتقال و ریل سوخت وارد انژکتور می‌شود. سپس انژکتور توسط سوزن‌های تعبیه‌شده در داخل سیلندر، سوخت را به صورت پودری اسپری می‌کند. در مرحله بعد، سوخت با هوا ترکیب شده تا شرایط احتراق برای موتور مهیا گردد.
توجه داشته باشید که میزان دقیق سوخت در انژکتور به داخل سیلندر و مدت زمان اسپری سوخت را کامپیوتر خودرو یا همان ECU تعیین می‌کند. بر اساس گزارشات رسیده از سنسورها، زاویه حلقه اسپری سوخت انژکتور در موقعیت مناسب تنظیم شده تا سوخت به میزان دقیق، داخل سیلندر تزریق گردد.
سیستم پاشش سوخت کاربراتوری
سیستم کاربراتوری یک سیستم قدیمی‌تر است که در آن سوخت و هوا در یک دستگاه به نام کاربراتور مخلوط شده و سپس به داخل اتاق سوخت موتور منتقل می‌شود. این قطعه مکانیکی با استفاده از خلاء و مکش کار می‌کند و با باز شدن دریچه گاز، سوخت را در اختیار موتور قرار می‌دهد. در این سیستم، تنظیمات کاربراتور برای تغذیه موتور به صورت دستی صورت گرفته و کنترل الکترونیکی مانند EFI در آن وجود ندارد.
استفاده از این نوع سیستم سال‌هاست که منسوخ شده و در حال حاضر خودروهای جدید از آن استفاده نمی‌کنند. به طور کلی، EFI به عنوان یک فناوری پیشرفته‌تر و بهبود یافته‌تر، جایگزین کاربراتور شده است و بسیاری از خودروهای جدید، این نوع سیستم را برای اسپری سوخت به کار می‌برند.
انواع تزریق سوخت در سیستم‌های انژکتوری
سیستم تزریق سوخت تک نقطه‌ای (Single Point Fuel Injection - SPFI)
در مدل‌های اولیه موتورهای انژکتوری، از یک عدد نازل برای تزریق سوخت استفاده می‌شد. این نازل در پشت دریچه گاز قرار می‌گرفت و متناسب با باز شدن دریچه گاز، سوخت را تزریق می‌کرد. این مدل موتور انژکتوری تک نقطه‌ای، Central Fuel Injection نام داشت.
نسل دوم موتورهای تک انژکتوری به گونه‌ای طراحی شده بودند که یک عدد نازل انژکتور درون منیفولد ورودی نصب می‌شد تا با هوایی که از دریچه گاز عبور کرده مخلوط شود و به سیلندرها برسد. در این نسل از موتورهای انژکتوری، سنسورهای بیشتری در قسمت‌های مختلف موتور نصب شده بود. سنسورها اطلاعات را در اختیار ECU قرار می‌دادند تا ECU با تجزیه و تحلیل داده‌ها، زمان پاشش سوخت را به طور دقیق مشخص کند.
از معایب سیستم تزریق سوخت تک نقطه‌ای می‌توان به عدم تغذیه درست و کامل سیلندرها و همچنین وجود دلکو اشاره کرد که در نهایت موجب مصرف بالای سوخت می‌شد. در خودروهای انژکتوری امروز، قطعه دلکو حذف شده است و سنسور میل‌لنگ، اطلاعات مربوط به سیلندرها و مکان پیستون‌ها را به کامپیوتر خودرو ارسال می‌کند. سیستم جرقه‌زنی دلکو مشکلاتی را به همراه داشت که از جمله آن‌ها می‌توان لرزش خودرو، افزایش مصرف سوخت، کاهش بازدهی پیشرانه و کاهش بازدهی جرقه را نام برد. از نمونه خودروهایی که سیستم SPFI در آن به کار رفته، دوو اسپیروو است.
تزریق سوخت چند نقطه‌ای (Multi Point Fuel Injection)
در نسل‌های بعدی موتورهای انژکتوری، برای هر سیلندر یک نازل انژکتور اختصاص داده شد تا در زمان ، تزریق سوخت به صورت دقیق صورت گیرد. افزایش تعداد نازل‌های انژکتور، باعث شد تا میزان پاشش با دقت بسیار بالاتر و در زمان دقیق‌تری انجام شود و بازده پیشرانه با توجه به زمان دقیق جرقه‌زنی شمع افزایش یابد.
این سیستم جدید از یک الگوی خاص پیروی می‌کند. بدین ترتیب که وقتی قرار است در سیلندر 1 احتراق صورت گیرد، انژکتور مربوط به همان سیلندر تزریق را انجام می‌دهد. بدین ترتیب هر زمان که نیاز است یکی از سیلندرها از مخلوط هوا و سوخت پر شده و احتراق انجام شود، انژکتور مخصوص به همان سیلندر شروع به کار می‌کند.
سیستم تزریق سوخت چند نقطه‌ای، یکی از پیشرفت‌های مهم در فناوری تزریق سوخت موتورهای درون‌سوز محسوب می‌شود. این سیستم بهبود‌های چشمگیری را در عملکرد و کارایی موتورها به ارمغان آورد. قرار دادن انژکتور جداگانه برای هر سیلندر باعث شد سوخت به صورت دقیق و بهینه به داخل اتاق سوخت تزریق شود و مخلوط هوا و سوخت با دقت بیشتری برای عملیات احتراق آماده گردد.
در سیستم MPFI، شیر تزریق سوخت نقش مهمی در تأمین سوخت به انژکتورها ایفا می‌کند. این شیر توسط کنترل الکترونیکی (ECU) کنترل شده تا مقدار مناسب سوخت به هر یک از انژکتورها برسد. همان‌طور که قبلا هم اشاره شد، ECU نیز مسئول پردازش اطلاعات دریافتی از سنسورها، کنترل شیر تزریق سوخت و انژکتورها است. ECU تصمیمات مربوط به زمان و مقدار تزریق سوخت را بر اساس اطلاعات دریافتی از سنسورها می‌گیرد.
سیستم MPFI از سنسورهای گوناگونی برای اندازه‌گیری و نظارت بر شرایط مختلف موتور استفاده می‌کند. این سنسورها شامل سنسور فشار سوخت، سنسور دما، سنسور گاز خروجی و سایر سنسورهای مربوط به عملکرد موتور می‌شوند.
با همکاری تمام اجزای فوق، سیستم MPFI قادر است به صورت دقیق و بهینه، مخلوط هوا و سوخت را برای هر یک از سیلندرهای موتور تأمین کرده و عملکرد و کارایی موتور را بهبود بخشد.
یکی دیگر از مزایای اختصاص دادن انژکتور برای هر سیلندر این است که در زمان خام‌سوزی موتور، رقیق‌سوزی، ناک و به طور کلی مواقعی که موتور در شرایط نرمال کار نمی‌کند، ECU موضوع را متوجه شده و به انژکتورهای مورد نظر دستور می‌دهد تا برای رفع مشکل، سوخت را به میزان بیشتر یا کمتر تزریق کنند. به عنوان مثال، اگر سیلندر آخر دچار ایراد شده باشد، ECU با ایجاد تغییر در انژکتور همان سیلندر، مشکل را از بین می‌برد.
سیستم تزریق چند نقطه‌ای انواع گوناگون دارد که عبارتند از:
- سیستم پاشش غیرترتیبی
- سیستم پاشش نیمه‌ترتیبی
- سیستم پاشش ترتیبی
سیستم پاشش غیرترتیبی
در این سیستم، کامپیوتر خودرو به طور همزمان به تمامی انژکتورها دستور پاشش می‌دهد و تفاوتی ندارد کدام سیلندر در مرحله مکش است. یعنی آخرین سیلندر با سوخت بیشتری تغذیه شده و احتراق ناقص صورت می‌گیرد. از معایب سیستم پاشش سوخت غیرترتیبی می‌توان به افزایش مصرف سوخت و خروج دود سیاه به دلیل تزریق همزمان سوخت اشاره کرد. پژو 405 و پژو پرشیا با کامپیوتر مگنت مارلی، از نمونه خودروهایی هستند که این سیستم در آن‌ها استفاده شده است.
سیستم پاشش نیمه‌ترتیبی
در این نوع سیستم، ECU به صورت دو به دو یا جفت دستور پاشش می‌دهد و دو سیلندر همزمان با یکدیگر تزریق می‌شوند. این سیستم نسبت به سیستم‌های جدیدتر مصرف سوخت بالاتری دارد. از نمونه خودروهایی که با پاشش نیمه‌ترتیبی کار می‌کنند، پیکان، پژو 405 و پرشیا با کامپیوتر SL96 هستند.
سیستم پاشش ترتیبی
این سیستم با بکارگیری سنسورهای بیشتر و حساس‌تر، فرایند پاشش را به ترتیب و به صورت بسیار دقیق انجام می‌دهد. در این سیستم، انژکتورها به صورت جداگانه و در زمان سیکل مکش سیلندر مجاور خود پاشش می‌کنند. از مزایای سیستم پاشش ترتیبی می‌توان به افزایش توان موتور، کاهش مصرف سوخت و سازگاری با استانداردهای آلایندگی اشاره کرد. پراید، پیکان، پژو پرشیا و پژو 405 با ECU زیمنس و بوش، از نمونه خودروهایی هستند که این سیستم در آن‌ها به کار گرفته شده است.
در این مطلب از اکسون پارت به بررسی عملکرد سیستم‌های انژکتوری و انواع سیستم‌های پاشش سوخت انژکتوری خودرو پرداختیم. همان‌طور که توضیح داده شد، با پیشرفت فناوری و اصلاح سیستم‌های پاشش قبلی، سیستم‌های حساس‌تر و با تعداد سنسورهای بیشتر تولید شد، تا فرایند تزریق سوخت با دقت بیشتری صورت گیرد و عملکرد موتور بهبود یابد.
