سیستم سوخت  رسانی انژکتور (Fuel Injection System)

پیش از بررسی سیستم سوخت  رسانی انژکتور (Fuel Injection System)، باید دید که چه مشکلاتی باعث شد تا سیستم انژکتور، جایگزین سیستم سوخت رسانی کاربراتور (Fuel Carburetor System) شود. یکی از بزرگترین معایب سیستم کاربراتور وابستگی آن به محیط بود. به طوری که در مناطق با آب و هوای متفاوت این سامانه ممکن است از حالت تنظیم خارج شده و به خوبی کار نکند. در واقع باید گفت که کاربراتور پس از تنظیم تا زمانی که در آب و هوای مشخصی قرار دارد به خوبی کار خود را انجام می دهد. اما با تغییر شرایط آب و هوایی به دلیل به هم خوردن تنظیمات اولیه کاربراتور با مشکل روبرو می شود. در انواع کاربراتورها سیستم پاشش سوخت به صورت قطره ای با قطرات نسبتاً درشت است و این موضوع باعث می شود تا احتراق سوخت در داخل سیلندرها به خوبی انجام نشود، از طرف دیگر به علت عدم احتراق درست و کامل، موتور نمی تواند به اندازه کافی قدرت تولید کند، ازاین رو میزان بسیار زیادی از انرژی حرارتی سوخت تلف می شود. وجود چنین حالتی در سیستم موتور باعث ایجاد کوبش و کاهش عمر قطعات آن می شود. به علاوه خواهید دید که میزان آلایندگی خودرو نیز در پی این مشکل افزایش پیدا می یابد. براساس نتایج محققان صنعت خودرو آلایندگی ماشین های مجهز به سیستم سوخت رسانی کاربراتور به مراتب بیش تر از آلایندگی خودروهای مجهز به سیستم سوخت رسانی انژکتور است. یکی دیگر از مشکلات بزرگ کاربراتور مصرف سوخت بالای آن است. در این سامانه به علت عدم پاشش یکنواخت و نیز درشت بودن قطر قطرات بنزین، احتراق به طور کامل انجام نمی شود ازاین رو بنزین بیهوده می سوزد و مصرف سوخت بالا می رود. تا اینجا مشکلات و معایب سیستم سوخت رسانی کاربراتور به اختصار بررسی شد. در ادامه به بررسی سیستم سوخت رسانی انژکتور و چگونگی عملکرد آن می پردازیم.

1car همان طورکه در شکل بالا مشاهده می نمایید این قطعه سوپاپ نام دارد که مهم ترین جزء سیستم سوخت رسانی انژکتور به شمار می رود. در حقیقت سیستم سوخت رسانی انژکتور، چیزی جز یک سوپاپ که به صورت الکترونیکی کنترل می شود نیست. این سوپاپ می تواند چند بار در ثانیه باز و بسته شود و به کمک پمپ سوخت، بنزین را با فشار به محفظه احتراق برساند. بدین صورت که هنگام تزریق سوخت یک آهنربای الکتریکی، میله ای را حرکت می دهد و سوپاپ انژکتور باز می شود. با این عمل سوخت با فشار از نازل سوپاپ به شکل قطرات بسیار ریز به داخل سیلندرها پاشیده می شود. نازل طوری طراحی شده است که سوخت را به طور کامل پودر می کند و تا جایی که ممکن باشد آن را به ذرات بسیار ریزی  درمی آورد. این روش باعث می شود تا احتراق سوخت به طور کامل انجام شود و آلایندگی خودرو نیز کاهش یابد.

حجم سوختی که به موتور می رسد به زمان باز بودن سوپاپ انژکتور بستگی دارد. به زمان باز بودن سوپاپ انژکتور، پهنای تپش می گویند که توسط ECU کنترل می شود. سوپاپ انژکتورها معمولاً به لوله های ورودی متصل هستند به طوری که سوخت را به طور مستقیم به سوپاپ ورودی تزریق می کنند، به لوله ای که سوخت را با فشار به سوپاپ انژکتورها می رساند ریل سوخت می گویند.

سوخت از طریق ریل سوخت جریان می یابد و بین تمام انژکتورها توزیع می شود، انژکتورها در ریل سوخت قرار گرفته اند و در انتهای آن نیز رگولاتور فشار قرار دارد. ابعاد ریل سوخت رسانی جهت جلوگیری از نوسانات فشار در حین عملکرد انژکتورها می تواند در اندازه های مختلف انتخاب شود. با امکان تغییر ابعاد ریل سوخت از تغییر مقدار سوخت در حال تزریق از طریق انژکتورها و نیز سرعت موتور جلوگیری می کند. بسته به نوع طراحی موتور ریل از جنس های مختلفی نظیر فولاد، آلومینیوم، و پلاستیک ساخته شود. در برخی مدل ها سوپاپ تست نیز جهت هواگیری و سرویس در نظر گرفته شده است.

فشار پاشش سوخت دقیقاً با توجه به مدت زمان پاشش سوخت مشخص می شود. ازاین رو، اختلاف بین فشار سوخت در ریل و فشار سوخت در مانیفولد ورودی باید ثابت باشد. به همین دلیل باید وسیله ای را در ریل قرار داد که بتواند نسبت به تغییرات فشار حساس باشد. این وسیله رگولاتور نام دارد که در انتهای ریل قرار داده شده است تا از به وجود آمدن نوسان در جریان سوخت جلوگیری کند. گفتنی است رگولاتور، فشار بنزین برگشتی به باک را جهت ثابت نگه داشتن افت فشار در انژکتورها تنظیم می کند.

1car

اولین و مهم ترین برتری سیستم انژکتور نسبت به سیستم کاربراتور، کاهش مصرف سوخت آن است. دومین مزیت این سیستم، افزایش عمر موتور به دلیل افزایش عمر قطعات مکانیکی آن بوده و اساس عملکرد همه اجزاء سیستم انژکتور، برقی و الکترونیکی است و کم تر در آن از اجزاء مکانیکی استفاده می شود. سومین مزیت، کاهش ارتفاع موتور و افزایش فضا به دلیل حذف کاربراتور است. در این حالت ارتفاع کاپوت نیز کمتر شده است و در نتیجه دست طراحان را در طراحی خودرو باز گذاشته است. چهارمین مزیت که از اهمیت بالایی نیز برخوردار است بالا رفتن قدرت شتاب گیری خودروست، زیرا در این سیستم سوخت به صورت اتمیزه در پشت سوپاپ آماده می شود. بنابراین از خودسوزی و احتراق پیش از موعد جلوگیری می شود و موتور به خوبی کار می کند. این روش قابلیت استارت بهتری در هوای سرد دارد، زیرا تزریق سوخت با توجه به درجه حرارت موتور صورت می گیرد، ازاین رو رانندگان هرگز نگران روزهای سرد سال نخواهند بود. میزان خام سوزی سوخت در این سیستم بسیار پایین است زیرا میزان سوخت با توجه به شرایط موتور اندازه گیری و تزریق می شود، در حقیقت سوخت به درستی تزریق می شود و بهینه می سوزد و در نتیجه موتور نیز بهتر کار می کند. با داشتن این مزایا نسبت به سیستم های کاربراتور، سیستم های انژکتور به سرعت رشد کردند و امروزه بسیاری از خودروها مجهز به این سامانه هستند. اساسی ترین تفاوت انژکتور با کاربراتور مکانیسم سوخت رسانی آن و ارتباط منطقی با سایر اجزاء و وجود حس گرهایی جهت ارسال اطلاعات به سیستم ECU می باشد.