انواع سیستم سوخت رسانی
در این مقاله سعی شده است که بیشتر به کلیت سیستم سوخت رسانی انژکتوری پرداخته بشود . سیستم سوخت رسانی انژکتوری را با مختصری تاریخچه در مقاله انواع موتور خودرو قرار داده ایم که برای آشنایی با این سیستم اول توصیه می گردد که آنرا مطالعه داشته باشید ، سپس به این مقاله مراجعه نمایید .
وﻇﺎﻳﻒ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﺳﻮﺧﺖ رﺳﺎﻧﯽ:
وﻇﻴﻔﻪ ی ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺳﻮﺧﺖ رﺳﺎﻧﯽ، ﺗﻐﺬﻳﻪ ی ﻣﻮﺗﻮر ﺑﺎ ﻳﮏ ﻣﺨﻠﻮط ﻫﻮا و ﺳﻮﺧﺖ ﺑﻬﻴﻨﻪ ﺷﺪه و ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ ﺑﺎ ﺷﺮاﻳﻂ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﯽ ﻫﺮ ﻟﺤﻈﻪ از ﮐﺎر ﻣﻮﺗﻮر اﺳﺖ .از آن ﺟﺎ ﮐﻪ ﻣﻮﺗﻮر ﺧﻮدروﻫﺎ ﻫﻨﮕﺎم ﻣﺘﻔﺎوﺗﯽ ﻣﻮاﺟﻪ ﻫﺴﺘﻨﺪ، ﭘﺲ ﺳﻴﺴﺘﻢ ً ﺣﺮﮐﺖ ﺧﻮدرو ﺑﺎ ﺷﺮاﻳﻂ ﮐﺎﻣﻼ ﺳﻮﺧﺖ رﺳﺎﻧﯽ ﺑﺎﻳﺪ ﺑﻪ ﺳﺮﻋﺖ ﺧﻮد را ﺑﺎ ﺷﺮاﻳﻂ ﻣﺘﻔﺎوت ﻫﻤﺎﻫﻨﮓ ﺳﺎزد .اﻳﻦ ﺣﺎﻻت ﻋﺒﺎرت اﻧﺪ از: ١ــ اﺳﺘﺎرت ﻣﻮﺗﻮر ﺳﺮد
٢ــ ﻓﺎز ﭘﺲ از اﺳﺘﺎرت
٣ــ ﻓﺎز ﮔﺮم ﺷﺪن ﻣﻮﺗﻮر
() ٤ــ ﻧﻴﻤﻪ ﺑﺎر (loa
٥ــ ﺑﺎر ﮐﺎﻣﻞ
٦ــ ﺷﺘﺎب ﮔﻴﺮی
٧ــ ﺑﻪ ﺣﺮﮐﺖ درآوردن
٨ــ اﻓﺰاﻳﺶ ارﺗﻔﺎع و ﮐﻢ ﺷﺪن ﺟﺮم ﻫﻮا
موتورهای قدیمی از فناوری ساده تزریق سوخت Fi) Fuel Injection)استفاده میکردند که جایگزین کاربراتور برای غلبه بر برخی از کاستی های آن بود. کاربراتور که یک دستگاه مکانیکی بود، به طور کامل قادر به کنترل یک نسبت سوخت هوای دقیق نبود از این رو، آن را با تکنولوژی تزریق سوخت جدید جایگزین کردند. در این روش، سوخت بنزین به وسیله اسپری کردن آن از طریق انژکتور، اتمیزه می شود. بر خلاف مکش ایجاد شده در ونتوری در سیستم کاربراتوری، بنابراین یک تفاوت اساسی بین سیستم کاربراتور نسل قبلی و نسل جدید تزریق سوخت الکترونیکی (EFi) (electronic fuel injection) وجود دارد.
پیش از این،نسل اول تزریق سوخت طراحی ساده ای داشت که شامل یک انژکتور و یک پمپ مکانیکی بود. اساسا، پمپ سوخت فشار کافی برای باز کردن انژکتور توسط انرژی مکانیکی فراهم میکرد.در واقع انژکتور بر مبنای فشار پمپ سوخت عمل میکرد. بعدها، این سیستم به وسیله یک ECU، که اولین نسل تزریق سوخت الکترونیکی یا EFi نامیده میشود بهینه و مدیریت شد.که این سیستم الکترونیکی در نسل های تک نقطه ای،چند نقطه ای،تزریق مستقیم به کار رفته اند.
نسل اول تزریق سوخت الکترونیکی:
تزریق سوخت بدنه گاز:(Throttle Body Injection(TBI
تزریق سوخت دریچه گاز که به عنوان سیستم تزریق سوخت مرکزی شناخته شده است شامل تزریق سوخت الکتریکی کنترل شده در بالای دریچه گاز است که سوخت را به داخل دریچه گاز تزریق میکند.
نمونه کاربراتور دارای سیستم TBI:
نسل دوم:
سیستم پاشش تک نقطه ای:(SPFI)(single point fule injection)
سیستم پاشش تک نقطه ای ، نسل پاشش سوخت سر آغاز تحول در سیستم¬های انژکتوری می باشد در خودروهای انژکتوری قدیمی کارایی داشته ( همان اولین نسل از سیستم سوخت رسانی انژکتوری ) . در این سیستم تنها جای کاربراتور به یک انژکتور داده شده است و آنرا به همین دلیل پاشش تک نقطه ای می نامند
مهندسان موقعیت انژکتور را از موقعیت قبلی خود در دریچه گاز به منیفولد ورودی نقل مکان دادند.در اینجا بنزین با هوای ورودی مخلوط می شود. سپس مخلوط هوا و سوخت به سیلندرها عرضه می شود. از این رو، این سیستم نیز “منیفولد تزریق”(Manifold Injection) نامیده میشود، به دلیل اینکه تزریق سوخت درون منیفولد هوا صورت میگیرد.
معایب این سیستم شامل :
عدم توزیع یکسان سوخت به تمامی سیلندرها ، احتمال تقطیر شدن سوخت قبل از ورود به سیلندرها ، احتمال خام سوزی سوخت به علت تقطیر زودرس ، نبود کنترل دقیق برای تنظیم پاشش و ورود سوخت .
در این سیستم شامل تنها یک انژکتور بوده و عمل تزریق را همین یک انژکتور بر عهده داشته است . این سیستم با نام SPFI نیز شناخته می¬شود .
در این سیستم ( که گاها دو انژکتور را نیز شامل می¬شود ، ولی با همین نام یعنی سیستم تزریق SPFI شناخته می شود ) انژکتور تک بر روی قسمت ورودی هوا قرار داشته و عمل تزریق سوخت را با الگویی که برای آن تعریف شده است ، به انجام می رساند . کمپانی بوش این طرح را با نام Mono Jetronic معرفی نموده و می¬شناسد .
این سیستم را نمی توان انژکتوری نامید ، زیرا تنها پاشش سوخت بوسیله یک انژکتور انجامی می گیرد ، که مانند سیستم کاربراتور عمل نموده است ، ولی تفاوتی که با سیستم کاربراتور داشته در این است که میزان پاشش دیگر نیازی به تنظیم نداشته و خود به خود بر اساس تعاریف اولیه برای سیستم ، پاشش صورت می گیرد .
نسل سوم
سیستم سوخت رسانی تزریق چند نقطه ای
. این سیستم نسل بعدی سیستم های انژکتوری را شامل شده است و از این سیستم به عنوان منبع الهام اصلی برای تغییرات اصلی استفاده شده است و اکثر سیستم¬های امروزی انژکتوری دیگر بر اساس این سیستم طراحی و ساخته خواهد شد . این سیستم همچنین بیشترین کارایی را در خودروهای امروزی دارا می باشد .
محل قرار گیری انژکتورها در این سیستم دقیقا بالای هر سیلندر بوده و در قسمت مانی فولد هوا بکار می رود . در این سیستم به ازای هر سیلندر یک انژکتور قرار داشته ، و سوخت مستقیما وارد سیلندر شده و قبل از آن با هوا مخلوط خواهد شد .
این سیستم از انژکتور جداگانه ای برای هر سیلندر برای تامین مقدار درست سوخت از طریق یک ریل سوخت استفاده می کند. که مطابق با دستور ecu با یک ترتیب خاص سوخت را پاشش میکند. همچنین سیستم MPFi با تغییر مقدار سوخت و زمان تزریق، با تنظیم هر انژکتور به طور جداگانه، دقت بیشتری را جهت تزریق سوخت فراهم می کند. به این ترتیب، عملکرد خودرو در کلیه شرایط کاری بهبود می یابد.
این تکنولوژی شامل موارد زیر است:
1. انژکتور
2. پمپ سوخت
3. ریل سوخت
4.سنسور فشار سوخت
5. واحد کنترل موتور
6. رگولاتور فشار سوخت
7. سنسورهای مختلف – سنسور موقعیت میل لنگ / میل بادامک، سنسور فشار منیفولد، سنسور اکسیژن
نسل چهارم:
سیستم تزریق سوخت مستقیم بنزین (GDI):
همان‌طور که گفته شد، هر چه نازل و تغذیه‌کننده سیلندر به اتاق احتراق نزدیک‌تر باشد، هم در مصرف صرفه‌جویی خواهد شد و هم قدرت تولیدی و بازده کاری پیشرانه بالا‌تر خواهد رفت. از این رو و با پیروی از سیستم موتورهای دیزل، این بار سر نازل انژکتور به درون سیلندر راه پیدا کرد. در واقع به جای اینکه انژکتور در پشت سوپاپ‌ها تزریق کند تا با هوای ورودی مخلوط شده و به سیلندر وارد شود، مستقیم درون سیلندر تزریق انجام میشود و از سوپاپ ورودی، فقط هوا به سیلندر راه پیدا میکند. این سیستم GDI نامیده میشود و امروزه در حال فرا‌گیر شدن در پیشرانه‌های ساخته شده اکثر کمپانی‌های دنیاست. نازل انژکتور در این سیستم، به علت قرار‌گیری در محفظه احتراق از جنس مقاوم‌تری ساخته میشود، از آنجا که تزریق مستقیم انجام میشود، حجم بالا‌تری داشته و قدرت تولیدی نیز بیشتر خواهد بود.
همان‌طور که گفته شد، هر چه نازل و تغذیه‌کننده سیلندر به اتاق احتراق نزدیک‌تر باشد، هم در مصرف صرفه‌جویی خواهد شد و هم قدرت تولیدی و بازده کاری پیشرانه بالا‌تر خواهد رفت. از این رو و با پیروی از سیستم موتورهای دیزل، این بار سر نازل انژکتور به درون سیلندر راه پیدا کرد. در واقع به جای اینکه انژکتور در پشت سوپاپ‌ها تزریق کند تا با هوای ورودی مخلوط شده و به سیلندر وارد شود، مستقیم درون سیلندر تزریق انجام میشود و از سوپاپ ورودی، فقط هوا به سیلندر راه پیدا میکند. این سیستم GDI نامیده میشود و امروزه در حال فرا‌گیر شدن در پیشرانه‌های ساخته شده اکثر کمپانی‌های دنیاست. نازل انژکتور در این سیستم، به علت قرار‌گیری در محفظه احتراق از جنس مقاوم‌تری ساخته میشود، از آنجا که تزریق مستقیم انجام میشود، حجم بالا‌تری داشته و قدرت تولیدی نیز بیشتر خواهد بود.
مزایای تزریق سوخت مستقیم در موتورهای بنزینی عبارتند از:
1. پاسخ و عملکرد بهتر موتور در شرایط مختلف کاری
2. استارت بهتر موتور در هوای سرد
3. عملکرد بهتر موتور در دمای های مختلف
4. عملکرد نرم موتور در حال حرکت و یا دور ارام
5. افزایش بهره وری سوخت(کاهش مصرف سوخت)
6. کاهش انتشار آلاینده ها(Co2)
فیلم اموزشی
بررسی و مقایسه موتورهای MPI و GDI
