سیستم‌های سوخت رسانی به دو دسته کلی کاربراتوری و انژکتوری تقسیم بندی می‌شوند. تا قبل از سال 1989 سیستمی که از آن در خودروها استفاده می‌شد، کاربراتور‌ها بودند؛ اما بعد از دهه 80 میلادی به دلایل مختلف مثل مدیریت بهینه سوخت خودرو، تامین بهتر نیازهای موتور و ... سیستم‌های کاربراتوری قدیمی منسوخ شدند و سیستم‌های انژکتوری پا به عرصه نهادند.
تفاوت اصلی سیستم کاربراتوری و انژکتوری در نحوه تزریق سوخت به داخل سیلندر‌ها است. کاربراتور‌ها سوخت را به داخل سیلندر می‌ریزند و مخلوط نامتناسبی از سوخت و هوا را به وجود می‌آورند که در نهایت باعث اختلال در عملکرد کلی موتور می‌شود. این در حالی است که انژکتورها سوخت را به نسبت مناسب و به صورت پودری به درون سیلندر اسپری می‌کنند.در این مطلب از اکسون پارت قصد داریم در مورد این موضوع بیشتر صحبت کنیم و به بررسی اجزای سیستم انژکتوری ماشین بپردازیم.
اجزای سیستم انژکتور ماشین
برای اینکه سیستم تزریق سوخت به هدف خود، یعنی به حرکت در آوردن ماشین برسد، باید از مخزن خود به داخل سیلندر منتقل شود. این کار توسط اجزای کم فشار سیستم سوخت رسانی صورت می‌گیرد. بخش کم فشار سیستم سوخت، شامل تعدادی از اجزا از جمله مخزن سوخت و یک یا چند فیلتر است. البته در بسیاری از سیستم‌های سوخت رسانی خودرو، برای کنترل بهتر دمای سوخت از کولر و بخاری هم استفاده می‌شود.
بخش پر فشار هم شامل قطعات جانبی پر فشار مانند پمپ‌های فشار قوی، انژکتور سوخت و نازل انژکتور سوخت است. در ادامه هر کدام از اجزای سیستم انژکتور ماشین را به صورت دقیق‌تر بررسی می‌کنیم.
مخزن سوخت
مخزن، سوخت را با دمای کمتر از نقطه اشتعال در خود نگه می‌دارد. این قسمت از سیستم سوخت‌رسانی، به عنوان قسمت مهمی برای دفع گرما از سوختی که از موتور بازگردانده می‌شود نیز عمل می‌کند. مخزن سوخت باید در برابر خوردگی مقاوم بوده و حداقل فشار 30 کیلو پاسکال را تحمل کند. دریچه و شیر اطمینانی که در مخزن قرار دارد، از تجمع فشار بیش از حد در باک جلوگیری می‌کند.
مخزن سوخت معمولاً از ورق فولاد با پوشش‌های مخصوص آلومینیومی یا گالوانیزه ساخته شده است. البته بسیاری از خودروهای نسل جدید، از مخازن پلاستیکی که در برابر فشار و انفعالات شیمیایی مقاومت بالایی دارند استفاده می‌کنند. مخزن سوخت معمولا بین دو شاسی خودرو قرار داده می‌شود. قرار دادن مخزن در این نقطه امنیت بسیار بالایی دارد و باعث می‌شود که این قسمت از سیستم سوخت‌رسانی، در هنگام تصادفات یا ضربات احتمالی آسیبی نبیند و علاوه بر این، از گرمای موتور و تابش نور آفتاب هم محفوظ بماند.
پمپ تامین سوخت
پمپ تامین سوخت که به آن پمپ بالابر نیز گفته می‌شود، وظیفه برداشت سوخت از مخزن و رساندن آن به پمپ فشار قوی را بر عهده دارد. پمپ‌های سوخت مدرن امروزی، توسط موتور به صورت الکتریکی و مکانیکی هدایت می‌شوند. هنگامی که کلید پمپ وصل می‌شود، پمپ فعالیت خود را آغاز کرده و فشار مورد نیاز بنزین را برای انجام عملیات احتراق، ایجاد می‌کند.
پمپ سوخت برای خنک و روان ماندن، از بنزین داخل باک هم استفاده می‌کند. اگر این بخش از سیستم انژکتوری ماشین سالم باشد، خودرو نرم و روان کار می‌کند و در صورت معیوب بودن آن در عملکرد کلی موتور اختلال ایجاد خواهد شد. در این مواقع، بروز علائم و نشانه‌هایی از سمت خودرو به راننده می‌فهماند که این قطعه ایراد پیدا کرده است. برخی از این نشانه‌ها و علائم عبارتند از:
- شنیدن صداهای بلند از سمت مخزن سوخت
- راه اندازی سخت ماشین
- کم شدن قدرت و شتاب خودرو
- افزایش مصرف سوخت
- ریپ زدن خودرو
- شتاب ناهماهنگ ماشین
همان‌طور که گفتیم، پمپ‌های سوخت مدرن امروزی به صورت الکتریکی و مکانیکی هدایت می‌شوند. استفاده از پمپ سوخت به شیوه الکتریکی، به پمپ اجازه می‌دهد در هر نقطه از سیستم سوخت‌رسانی از جمله داخل مخزن سوخت قرار بگیرد. پمپ‌هایی که توسط موتور حرکت می‌کنند، به موتور وصل هستند. بعضی از پمپ‌های سوخت ممکن است در واحدهایی که کارکردهای دیگری را انجام می‌دهند ادغام شوند. به عنوان مثال، پمپ‌های پشت سر هم واحدهایی هستند که از پمپ سوخت و پمپ خلاء برای تقویت ترمز استفاده می‌کنند.
پمپ‌های سوخت معمولاً به گونه‌ای برنامه‌ریزی می‌شوند که ظرفیت سوخت بیشتری را تحمل کنند. این جریان سوخت اضافی باعث خنک‌سازی انژکتورها، پمپ‌ها و سایر اجزای موتور و همچنین حفظ دمای ثابت سوخت در کل سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری نیز خواهد شد.
فیلتر سوخت
عملکرد بدون نقص یک سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری فقط با سوخت فیلتر شده امکان پذیر است. فیلترهای سوخت با جلوگیری از ورود ذرات بسیار ریز و آب به سیستم تزریق سوخت، به کاهش آسیب و سایش زودرس ناشی از آلاینده‌ها کمک می‌کنند. سیستم‌های سوخت‌رسانی انژکتوری می‌توانند شامل یک یا چند مرحله از فیلتراسیون باشند. در بسیاری از موارد، یک صفحه کورس نیز در قسمت ورودی واقع در مخزن سوخت قرار دارد.
سیستم فیلتر دو مرحله‌ای معمولا از یک فیلتر اولیه در سمت ورودی پمپ انتقال سوخت و یک فیلتر ثانویه در سمت خروجی تشکیل شده است. فیلتر اولیه برای حذف ذرات بزرگتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. فیلتر ثانویه هم برای تحمل فشارهای بالاتر و حذف ذرات کوچکتری که می‌توانند به موتور آسیب وارد کنند لازم است. سیستم‌های یک مرحله‌ای ذرات بزرگتر و کوچکتر را در یک فیلتر حذف می‌کند.
به طور کلی، فیلترها در انواع مختلف جعبه‌ای یا دارای بخش‌های قابل تعویض یافت می‌شوند. فیلتر جعبه‌ای، فیلتری است که در صورت نیاز می‌توان آن را به طور کامل تعویض کرد. این فیلتر نیاز به تمیز کردن ندارد. در مقابل، اجزای فیلترهای دارای عناصر قابل تعویض، باید کاملاً تمیز شوند. هنگام تمیز کاری باید کاملا مراقب باشید که باقیمانده کثیفی‌ها به قسمت‌های پیچیده سیستم تزریق سوخت منتقل نشود.
فیلترها از جنس فلز یا پلاستیک ساخته می‌شوند و درجه فیلتراسیون مورد نیاز، بستگی به کاربرد خاص آن دارد. به طور کلی، هنگامی که از دو فیلتر به صورت سری در سیستم استفاده می‌شود، فیلتر اولیه جلوی ورود ذرات با ابعاد حدود ۱۰ تا ۳۰ میکرومتر را می‌گیرد و فیلتر ثانویه قادر به نگهداشتن ذرات حدود ۲ تا ۱۰ میکرومتر است. با تکامل سیستم‌های سوخت و نیاز به سوخت پاک، توانایی این قطعات روز به روز بهتر هم خواهد شد.
همان‌طور که گفتیم، علاوه بر جداسازی ذرات جامد از منابع سوخت، باید از ورود آب به سیستم تزریق سوخت انژکتوری هم جلوگیری کرد. آب می‌تواند به اجزا روغن‌کاری‌شده در سیستم آسیب برساند. علاوه بر این، در شرایط دمای سرد هم منجمد می‌شود. یخ ایجاد شده راه‌های کوچک سیستم تزریق سوخت را مسدود کرده و جریان تزریق سوخت به سیستم را قطع می‌کند.
لوله‌های تحویل
لوله تحویل، یک لوله سخت است که در انتهای خط بنزین در انژکتورها قرار دارد. وظیفه این قطعه رساندن بنزین پمپ شده توسط پمپ سوخت است. لوله تحویل معمولاً از مواد سخت‌تری ساخته می‌شود؛ زیرا در محل تقاطع بین کانال بنزین و انژکتورها قرار دارد. لوله تحویل شامل چندین سوراخ است و شیلنگ‌های ورودی به پمپ بنزین داخل باک و شیلنگ انژکتور به آن وصل هستند. سوخت از طریق این شیلنگ‌ها وارد ریل سوخت می‌شود. جنس این شیلنگ‌ها از پلاستیک بسیار مقاوم است و به هیچ وجه نباید آنها را روغن‌کاری کرد.
یک لوله دیگر که لوله برگشت نام دارد، از ریل سوخت به طرف باک باز می‌گردد. این شیلنگ تقریبا مشابه شیلنگ تغذیه سوخت است؛ اما برای تخلیه بنزین باقیمانده به باک عمل می‌کند. لوله سوم هم که لوله تبخیر نام دارد، به باک وصل می‌شود.
شیلنگ‌های تحویل سوخت نسبت به خوردگی در اثر بنزین و فشارهای بالا، مقاومت زیادی دارند و هنگام تعویض، نباید با شیلنگ‌های بی‌کیفیت و معمولی جایگزین شوند. این لوله‌ها از موادی مانند میکا ساخته می‌شوند که وزن سبکی دارد و بنزین را محکم نگه می‌دارد.
انژکتورها
انژکتورها قطعات الکترومکانیکی سیستم سوخت رسانی هستند و وظیفه آنها اسپری بنزین از لوله تحویل با ترکیب و نسبت مناسب است. انژکتورها با استفاده از یک شیر برقی کار می‌کنند و اگر ECU جریان‌های الکتریکی را ارسال کند، باز خواهند شد.
هنگامی که موتور خاموش است، این شیر برقی در وضعیت عادی قرار دارد و ولتاژی دریافت نمی‌کند. در حالی که وقتی موتور در حال چرخش است، به شیر برقی توسط ECU ولتاژ داده می‌شود و بنزین داخل لوله تحویل تحت فشار قرار می‌گیرد. با باز شدن نازل، بنزین به صورت اتوماتیک خارج شده و پاشیده می‌شود. معمولاً به ازای هر سیلندر یک انژکتور وجود دارد. این انژکتورها در فضای بین ریل سوخت و مانیفولد ورودی هوا قرار گرفته‌اند.
سنسورها
سنسور دریچه گاز: مقدار دقیق سوخت با توجه به شرایط موتور توسط این سنسور اندازه‌گیری می‌شود.
سنسور دمای هوا: دمای هوا در میزان سوخت‌رسانی به موتور بسیار موثر است. سنسور دمای هوا این اندازه‌گیری را انجام می‌دهد.
سنسور فشار هوا: این حسگر فشار هوای ورودی به پیشرانه را در شرایط گوناگون اندازه‌گیری می‌کند. با توجه به گزارشات این سنسور، میزان باز و بسته بودن دریچه گاز تنظیم می‌شود.
سنسور دور موتور: این سنسور، دور موتور را اندازه می‌گیرد و زمان دقیق جرقه‌زنی توسط شمع را تعیین می‌کند.
سنسور ضربه: اگر احتراق ناقص در موتور شکل بگیرد، به موتور ضربه‌هایی وارد خواهد شد. سنسور ضربه وظیفه گزارش این ضربه‌ها را بر عهده دارد.
سنسور دمای آب: این سنسور دمای آب را اندازه می‌گیرد و مقدار و زمان اسپری سوخت در دمای بالای آب، از طریق گزارشات این سنسور اعلام می‌شود.
سنسور اکسیژن: سنسور اکسیژن گازهای خروجی از موتور را اندازه می‌گیرد تا از خام سوزی و تولید آلایندگی بیش از اندازه جلوگیری شود. سنسور اکسیژن، پایین بودن و غلظت بالای سوخت از اکسیژن را گزارش می‌دهد.
ECU
هنگامی که سنسورها گزارشات خود را به ECU ارسال می‌کنند، ECU آنها را پردازش می‌کند. نتیجه پردازش داده‌ها در ECU یک ولتاژ در یک بازه زمانی مشخص است که به انژکتور ارسال می‌شود تا نازل، بسته به طول ولتاژ ارسال شده، توسط ECU باز شود. ECU دقیقاً مشابه یک پردازنده کامپیوتری عمل می‌کند و هر مقدار ولتاژ رسیده به آن معنای خاصی دارد.
باتری‌ها
در سیستم‌های انژکتوری باتری‌ها بخش مهمی هستند؛ زیرا اسپری سوخت سیستم‌ها به صورت الکترونیکی انجام می‌شود. در واقع سیستم EFI نیاز به جریان الکتریکی دارد و بدون جریان باتری غیر قابل اجرا است. در سیستم انژکتوری، باتری ولتاژ حدود 5 ولت را به ECU ارائه می‌دهد.
جمع بندی
در این مطلب از اکسون پارت به بررسی اجزای سیستم انژکتور ماشین پرداختیم و قسمت‌های مختلف آن را معرفی کردیم. به طور کلی، تمام سیستم‌های تزریق بنزین مدرن، با استفاده از یک پمپ مخصوص، سوخت را از مخزن دریافت کرده و آن را تحت فشار قرار می‌دهند و سپس به محفظه موتور می‌فرستند. بعد از آن، سوخت به طور جداگانه به هر سیلندر توزیع می‌شود. بسته به نوع سیستم سوخت خودرو، از طریق یک انژکتور به منیفولد ورودی شلیک شده و به صورت یک غبار ریز از آن خارج می‌شود. سپس سوخت با هوای عبوری از منیفولد یا پورت مخلوط شده و ترکیب سوخت و هوا را وارد محفظه احتراق می‌کند.
