سلام

 

در این پست کامل در مورد انژکتورها و نحوه عملکرد انها و عیبهایشان و...  توضیح داده ایم.

سیستم سوخت‌رسانی انژكتوری
مهم‏ترین عاملی كه سبب شد سازندگان خودرو در ساخت سیستم سوخت‏رسانی خودروهای خود از سیستم انژكتور به جای كاربراتور استفاده كنند، مزیت سیستم سوخت‌رسانی انژكتوری برای دستیابی به استانداردهای آلودگی مصرف سوخت بود. این واقعیت را نباید فراموش كرد كه سیستم سوخت‏رسانی انژكتوری از تمامی جهات نسبت به كاربراتور، برتری دارد. سیستم سوخت‏رسانی انژكتوری هرگز دچار خفگی نمی‌شود و ذرات بسیار ریز سوخت را مستقیماً به درون موتور اسپری می‏كند. با این روش، بیشتر مشكلات استارت سرد موتور كه مربوط به عملكردكاربراتور است، از میان می‏رود. همچنین، سوخت‏رسانی انژكتوری- الكترونیكی، در مقایسه با كاربراتور مكانیكی، بسیار راحت‏تر با سیستم‏های رایانه‏ای كنترل موتور همراه و هماهنگ می‏شود. در سیستم سوخت‏رسانی انژكتوری چند ورودی، هرسیلندر دارای انژكتور مخصوص به خود بوده و مخلوط یكنواخت‏تری از سوخت و هوا را به هریك از سیلندرهای موتور می‏رساند. درنتیجه، باعث بهبود توان و عملكرد موتور می‏شود. یكی دیگر از انواع انژكتورها، سیستم انژكتوری پی‏در‏پی سوخت است. در این سیستم، شلیك هریك از انژكتورهای منفرد به‏طور جداگانه توسط رایانه كنترل و براساس توالی جرقه‏های موتور، زمان بندی شده است. این امر باعث بهبود توان موتور و كاهش میزان آلودگی خواهد شد. بنابراین دلایل بسیار ارزشمندی ازلحاظ مهندسی، برای استفاده از انژكتور به جای كاربراتور وجود دارد.

 

 

 

 

 

 

سیستم‏های سوخت رسانی انژكتوری اولیه، مكانیكی و بسیار پیچیده‏تر از كاربراتورها بودند. در نتیجه بسیار گران بوده و موارد استفاده از آنها محدود بود. در 1957، شركت شورولت، سیستم سوخت‏رسانی انژكتوری مكانیكی روچستر را معرفی كرد كه تا 1967 یكی از ویژگی‏های بارز مدل "كوروت" به‏شمار می‏رفت.
كشورهای اروپایی، از لحاظ كاربرد تكنولوژی انژكتور، بروزتر و پیشتاز هستند. شركت بوش در اواخر دهه 1960 و اوایل دهه 70، اولین سیستم الكترونیكی را روی موتور فولكس واگن مدل اسكواربك ارائه كرد.

 

 

 

 

با آغاز دهه 1980 تقریباً تمام خودروسازان اروپایی از برخی انواع سیستم سوخت‏رسانی انژكتوری چند ورودی شركت بوش استفاده می‏كردند. در نیمه دهه 1980، شركت‏های خودرو‏سازی امریكایی درگذار از كاربراتورهای الكترونیكی به سیستم سوخت‏رسانی انژكتوری، ج‍زو اولین شركت‏هایی بودند كه به‏ عنوان راه حلی موقت، به سیستم انژكتوری Throttle body روی آوردند. این سیستم كه به اختصار آن را TBI می‏نامند، مشابه كاربراتور بوده، اما در آن از كاسه بنزین، شناور، سوپاپ سوزنی، لوله ونتوری، ژیگلور سوخت و پمپ شتاب‌دهنده یا خفگی، خبری نیست. دلیل عدم نیاز به این قطعات در سیستم TBI این است كه سوخت به جای كشیده شدن توسط خلاء ورودی، به طور مستقیم به درون منیفولد ورودی افشانده می‏شود. این سیستم، از محفظه‏ای گلویی با یك یا دو انژكتور و یك رگلاتور فشار تشكیل می‏شود.

 

 

 

 

 

فشار سوخت نیز توسط پمپی الكترونیكی فراهم می‏شود. این سیستم، از لحاظ نصب، نسبتاً ساده است و مشكلات اندكی دارد، اما از تمامی امتیازهای سیستم سوخت‏رسانی انژكتوری تمام عیار نظیر سیستم انژكتوری پی‏درپی برخوردار نیست.
پس از TBIها، گام بعدی در روند توسعه سیستم‏های انژكتوری، سوختپاشی چند ورودی بود. هر سیلندر در موتورهای مجهز به این سیستم، دارای سوختپاشی مجزاست كه در منیفولد ورودی یا در سیلندر و درست بالای دریچه ورودی نصب می‏شود. با وجود این سیستم در خودرو، یك موتور 4سیلندر دارای4 انژكتور، 6 سیلندر6 انژكتور و 8 سیلندر 8 انژكتور خواهد بود. سیستم انژكتوری چند ورودی، به‏دلیل برخورداری از انژكتورهای بیشتر، بسیار گران‏تر از دیگر سیستم‏هاست. درنظر گرفتن انژكتور جداگانه برای هریك از سیلندرها، باعث ایجاد تفاوت‏هایی آشكار در عملكرد موتور می‏شود. در دو موتور یكسان، یكی دارای سیستم سوخت‏رسانی انژكتوری چند ورودی و دیگری دارای سیستم TBI، به دلیل توزیع سیلندر به سیلندر سوخت در حالت اول، توان خروجی 10 تا 40 اسب بخار بیشتر خواهد بود. همچنین تزریق مستقیم سوخت به دریچه‏های ورودی، نیازبه پیش‌گرم كردن منیفولد ورودی را بر‏طرف می‏كند. این مسئله، آزادی عمل بیشتری در تنظیم لوله‏كشی ورودی سوخت به منظور تولید بیشترین گشتاور موتور فراهم می‏كند. همچنین، نیاز به پیش‌گرم شدن هوای ورودی، ازطریق عبورهوا از میان یك بخاری در اطراف منیفولد خروجی نیز برطرف خواهد شد. در واقع، تفاوت‏های دیگری در سیستم‏های انژكتوری چند ورودی وجود دارد كه یكی از آنها ضرباهنگ انژكتورهاست. دربرخی سیستم‏ها، تمامی انژكتورها به یكدیگر سیم‏كشی شده و به‏طور همزمان در هر چرخش میل‌لنگ، یك‌بار پاشش می‏كنند. در انواع دیگر، انژكتورها به‏طور جداگانه سیم‏كشی شده‏ و به نوبت پاشش می‏كنند. این روش، نیازمند لوازم كنترل الكترونیكی گران قیمت است، اما با ایجاد تغییرات سریع‏تر در مخلوط سوخت و هوا، عملكردی بهتر دارد و واكنش مناسب‏تری به پدال گاز نشان می‏دهد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


انژكتور كثیف و تمییز كردن آن
استفاده از واژه كثیف در این مورد، غلطی مصطلح است. انژكتورها به ندرت با كثیفی مسدود می‏شوند. آنها معمولاً به دلیل انباشت رسوب‏های روغن موجود در سوخت، دچار گرفتگی یا تنگی می‏شوند. این حالت، باعث كاهش میزان سوخت افشانده شده توسط انژكتور می‏شود و عامل عمده حركت ضعیف موتور و استارت نزدن، تعلل یا توقف كامل موتور است. انژكتور سوخت، درواقع یك سوزن افشاننده است. در انژكتورهای مكانیكی، به‌هنگام افزایش فشار خط انتقال سوخت بر نیروی كششی كه سوپاپ را بسته نگه می‏دارد، یك سوپاپ تحت فشار اجازه می‏دهد تا سوخت به سوزن انژكتور فوران كند. در انواع الكترونیكی، زمانی كه انژكتور توسط رایانه فعال شد، سیم‌پیچ تحت فشار، فنری برای باز كردن سوپاپ میله‏ای یا توپی، فشار وارد كند. این عمل، باعث اعمال فشار به سوخت در مسیر حركت آن برای جاری شدن در میان انژكتور و فوران از سوزن آن می‏شود.
انژكتورها طراحی‏های گوناگونی دارند. در انژكتورهای اولیه ساخت شركت بوش، از سوپاپ میله‏ای استفاده شده است كه یكی از مستعدترین انواع برای گرفتگی است. در1989، شركت جنرال موتورز طرح جدید انژكتورهای مولتك1 معرفی كرد كه سوپاپ توپی داشت.

 

 

 

 


به ادعای جنرال موتورز، این طراحی در برابر گرفتگی‏ها مقاومت بیشتری نشان می‏دهد. دیگر انژكتور‏ها، از طراحی دیسك - سوپاپ برخوردارند و در برابر گرفتگی‏های رایج انژكتورها، مقاوم هستند. واقعیت این است كه همه انژكتورها می‏توانند دچار گرفتگی شوند. انژكتور ساخت هیچ كارخانه‏ای، در برابر این مشكل مصون نیست. كوچكترین انباشت رسوب نیز می‏تواند مشكل ایجاد كند زیرا سوراخ انژكتور بسیار كوچك است و برای بسته شدن جریان سوخت یا اختلال در حالت اسپری، به آلودگی زیادی نیاز ندارد. انژكتور برای احتراق خوب باید غبار مخروطی شكلی از سوخت تولید كند. فرسودگی یا رسوب در سوزن می‏تواند نوارهایی از سوخت مایع ایجاد كند كه فرایند بخار شدن یا سوختن آن بخوبی انجام نمی‏شود. در واقع، این حالت می‏تواند باعث بروز مكث، مشكلات آلودگی و عملكرد نا مطلوب موتور شود.

 

 

 

 



انژكتور
انژكتور، بسته به نوع استفاده در موتور (با چرخه‏های كاری مختلف CIا2 یا SIا3 به گروه‏های زیر تقسیم می‏شود:
- موتورهای SI (انژكتور احتراق جرقه‏ای یا همان موتورهای بنزینی معمولی):
    - انژكتور مكانیكی
    - انژكتور الكتریكی


 

 

 

 

 

 

 

 

 


انژكتور مكانیكی
این نوع انژكتور در سیستم‏های انژكتوری بنزینی اولیه و معمولاً K-jetronic بوش، استفاده می‏شده است. این سیستم از سوزن انژكتور، بدنه انژكتور، سیت انژكتور به همراه فنر و بشقابی كه سوزن انژكتور را روی سیت آن می‏فشارد، تشكیل شده است. در این نوع انژكتور، فشار موجود در لوله انتقال سوخت، در این مدل مستقیماً به انژكتور منتقل می‏شود. گفتنی است كه در این سیستم، به تعداد سیلندرهای موتور، لوله انتقال سوخت و انژكتور وجود دارد.

 

 

 

 

 

 

 


درصورت افزایش فشار لوله سوخت، (معمولاً بین 5/3 تا 5 بار) سوزن انژكتور از روی سیت خود بلند شده و به كمك ارتعاش سوزن باعث تزریق سوخت و اتمیزه شدن آن می‏شود. این نوع انژكتور در دو گونه معمولی و با پوشش هوایی، استفاده می‏شود. گونه‏های دارای پوشش هوایی از كیفیت پاشش و اتمیزه كردن به مراتب بهتری (بویژه در هنگام كاركردن موتور درحالت درجا یا بار كم) برخوردارند.
این نوع از انژكتور كه به گونه كاراند از سلونوئیدی معروف است، در بیشتر خودروهای انژكتوری بنزینی صرف‏نظر از EFIا4 یا MPFIا5 بودن سیستم، استفاده می‌شود.

 

 

 

 

 

 

 

دراین سیستم، تمامی انژكتورها به ریل مشترك سوخت رسانی6 اتصال دارند و درون این ریل، سوخت با فشاری بین 5/2 تا 3 بار وجود دارد. انژكتور در این سیستم از بدنه (شامل سیم پیچ و راهنمای سوزن به همراه خود بدنه) و یك سوزن انژكتور، تشكیل می‏شود كه این سوزن به آرمیچر داخل سلونوئید انژكتور متصل است.
اگر سیم پیچ، تحریك نشده باشد (جریانی از آن عبور نكند) سوزن انژكتور به ‏وسیله یك فنر مارپیچی بر روی سیت خود فشرده می‏شود. در صورت تحریك، سیم پیچ آرمیچر (و به تبع آن سوزن) حدود 1/0 میلی‌متر از روی سیت بلند شده و این امكان را به سوخت می‏دهد كه از میان یك اریفیس كوچك، تزریق شود. سوزن انژكتور برای به‏دست آوردن بهترین حالت اتمیزه كردن، مجهز به دنباله‏ای خاص است.
در بعضی از سیستم‌ها، انژكتورها با لوله مشترك سوخت یكپارچه ساخته می‏شوند. در این سیستم، سوخت از كنار وارد انژكتور شده و از جهت مقابل ورودی به لوله بعدی و در نتیجه به انژكتور بعدی می‌رود. این حالت، موجب كاهش تبخیر و تشكیل حباب در سیستم به‌هنگام استارت زدن در حالت گرم می‏شود. همچنین، نیاز به سوخت جداگانه درمجرای ورودی انژكتور نیز مرتفع می‏شود.
درسیستم‏های جدید سوخت‏پاشی مستقیم FSIا7 (گونه‏هائی كه سوخت مستقیماً به درون اتاق احتراق تزریق می‏شود)، انژكتور از مكانیزم مشابهی استفاده می‏كند با این تفاوت كه فشار كاری سیستم بالاتر و دمای كاری و مقاومت انژكتور،بیشتر از حالت قبلی است.
در مورد موتورهای CI (انژكتوری دیزل) نیز انژكتور به سه گروه اصلی تقسیم می‏شود:
- انژكتور مكانیكی
- انژكتور مكانیكی با حسگر
- انژكتور الكتریكی

انژكتور مكانیكی
این نوع از انژكتور در گونه اصلی انژكتور توپی‏دار و انژكتور نگهدار تولید می‏شود.
گونه توپی‏دار، مجهز به یك سوزن نازل است كه در صورت افزایش فشار سوخت از حدی معین، توپی فشاری (و به تبع آن سوزن) از روی سیت خود بلند شده و با ارتعاش، موجب اتمیزه شدن و تزریق سوخت می‏شود. این سوزن در انتهای خود، یك دنباله تزریق برای كمك به اتمیزه شدن بهتر مخلوط سوخت دارد. در این سیستم، سوراخ تزریق به قطر حدود 8/0 تا 2 میلی‌متر انتخاب می‏شود. زاویه پاشش حداكثر 30 درجه و فشار گشایش انژكتور (فشار مورد نیاز برای بازكردن سوزن) 110 تا 120 بار است. كاربرد این سیستم، معمولاً در دیزل‏های كم فشار و مجهز به اتاقك احتراق گردابی مقدماتی (در ایران معروف به نیم دیزل) است.
گونه دوم یا انژكتور نگهدار، ازلحاظ طرز كار كلی و مكانیزم، مشابه گونه قبلی است با این تفاوت كه برای تزریق با زاویه بیشتر، سوزن درون یك محفظه مخصوص قرار می‏گیرد و دنباله تزریق نیز حذف می‏شود. این محفظه بسته به نوع انژكتور، عمل سوخت پاشی و اتمیزه كردن سوخت را به دو روش انجام می‏دهد:
1. به كمك سوراخ استوانه‏ای
2. به كمك سوراخ مخروطی
در هر دو سیستم كه از نظركار تقریباً مشابه یكدیگرند، تعداد سوراخ‏های تزریق بسته به نوع انژكتور از یك تا 12 و قطر آنها از 2/0 تا 45/0 میلی‌متر متغیر است. زاویه پاشش حداكثر تا 180 درجه و فشار گشایش بین 150 تا 450بار است. كاربرد این سیستم برای دیزل‏های پرفشار و تزریق مستقیم به درون اتاقك احتراق است.
هر دوگونه (توپی‏دار و نگهدار) به محفظه تعدیل فشار، واشرهای تنظیم فشار و لوله برگشت سوخت اضافی مجهز هستند.

 

 

 

 

 

 


انژكتور مكانیكی با حسگر
این سیستم، نظیر دوگونه قبلی انژكتور است با این تفاوت كه یك حسگر الكتریكی، نقطه آغاز حركت واقعی سوزن را حس كرده و آن را برای مقایسه مقادیر واقعی با مقادیر برنامه‏ریزی شده، به سیستم كنترل موتور اعلام می‏كند.

انژكتور الكتریكی
این سیستم دقیقاً مشابه سیستم Common Rail خودروهای بنزینی است و تمامی انژكتورها مستقیماً به یك ریل مركزی سوخت اتصال دارند. فشار موجود در ریل مركزی بین 1200 تا 1800 بار است.
هر انژكتور به كمك سیگنال الكتریكیارسالی از سوی سلونوئید موجود بر روی انژكتور، تحریك شده و سوزن انژكتور برای تزریق از روی سیت خود بلند می‏شود. تفاوت‏های این سیستم با سیستم Common Rail بنزینی، درفشار تزریق سیستم و همچنین موقعیت قرارگیری انژكتور و توانایی آن برای كاركرد در شرایط كاری پرفشار با حرارت بالا و ارتعاشات بسیار بالا ست.
حسگرهای به كار رفته در سیستم انژكتوری عبارتند از:

1. حسگر دمای هوا8

 

 

 

 

این حسگر در مسیر هوای ورودی به منیفولد هوا قرار گرفته و اطلاعات مربوط به دمای هوا و مقدار هوای ورودی به موتور را به واحد كنترل الكترونیكی ارسال می‏كند. واحد كنترل، این اطلاعات را برای تنظیم مقدار پاشش سوخت در منیفولد ورودی به‌كار می‏برد. این حسگر در واقع حسگر حرارتی و بیانگر نوعی مقاومت است كه با دمای هوای ورودی تغییر می‏كند. براساس ولتاژ خروجی، رایانه موتور، دمای هوای ورودی را تعیین كرده و مطابق با آن میزان سوخت تزریقی را تنظیم می‏كند.

2. حسگر دمای آب9

 

 

این حسگر بر روی سرسیلندر و منیفولد هوا قرار گرفته و اطلاعات مربوط به دمای آب خنك‌كننده را توسط یك مقاومت حساس در برابر حرارت به واحد كنترل موتور (براساس ولتاژ خروجی سنسور) ارسال می‏كند تا میزان گرم شدن موتور مشخص شود. در نتیجه، هنگامی كه موتور سرد است، مخلوط مناسبی از هوا و بنزین را فراهم می‏كند.

3.حسگر فشار هوای منیفولد10

 

 

 

 


این حسگر توسط یك شیلنگ، میزان خلا داخل منیفولد را حس كرده و اختلاف ولتاژ را به واحد ECU ارسال می‏دارد. این حسگر بر روی بدنه خودرو در كنار ECU و شیر برقی EGR قرار دارد. توسط این دستگاه، اطلاعات نیازمندی‏های سوخت تعیین شده و دستور پاشش سوخت به انژكتورها ارسال می‏شود. این حسگر، 5 ولت ولتاژ دارد. تمامی حسگرهای MAP به همین شیوه عمل می‏كنند.

4. حسگر اكسیژن11

 

 

 

 

 

این حسگر، مقدار اكسیژن گازهای خروجی منیفولد را اندازه گرفته و ولتاژی مناسب با اكسیژن موجود در سیستم را كه نشانه رقیق یا غنی‌بودن مخلوط است، به واحد ECU ارسال می‏كند. ولتاژ كم، نشانه زیاد بودن اكسیژن و ولتاژ زیاد، نشانه كم‌بودن اكسیژن است. كنترل سوخت در این سیستم، به روش حلقه بسته انجام می‏شود. بنابراین، حسگر اكسیژن زمانی فعال می‏شود كه دمای موتور به حد نرمال رسیده باشد (300 درجه سانتی‌گراد). این حسگر به تك‌سیم12 معروف است و تمامی اطلاعات از این طریق به ECU منتقل می‏شود. این واحد، تزریق سوخت را حسب نیاز موتورتغییر می‏دهد. این حسگر، در مسیر جریان گازهای خروجی نصب می‏شود. با اطلاع از مقدار اكسیژن در گازهای خروجی، ECU مقدار مخلوط سوخت و هوا را محاسبه خواهد كرد. واحد ECU از سیگنال‏های ارسال شده از حسگر O2 استفاده می‏كند. روش استفاده از حلقه بسته، از این ‏رو به كار می‏رود كه موتور را تا حد امكان در نسبت استوكیومتریك (سوخت / هوا 7:1/14) نگه دارد.

5. حسگر وضعیت دریچه گاز13

 

 

 

این حسگر، از مقاومت متغیر دورانی تشكیل شده است و با گردش محور دریچه گاز، مقدار مقاومت تغییر كرده و باعث تغییر در ولتاژ خروجی حسگر موقعیت دریچه گاز می‏شود. این تغییر ولتاژ به ECU ارسال می‏شود تا آن را از میزان باز و بسته بودن دریچه گاز مطلع كند.
واحد ECU متناسب با درجه باز شدن دریچه گاز و یا به عبارتی ولتاژ خروجی حسگر، میزان شتاب را تعیین می‏كند و مطابق با آن، بهترین میزان تزریق سوخت را انجام می‏دهد. اتصال لغزنده این حسگر با محور دریچه گاز، هم محور است و با كوچكترین حركت دریچه گاز، میزان بازبودن آن را حس كرده و در اثر باز و بسته شدن دریچه گاز، ولتاژ خروجی از حسگر تغییر می‏كند. به‌دلیل این تغییر، ولتاژ اطلاعات ECU ارسال شده و واحد كنترل موتور نیز مخلوط سوخت مورد نیاز را محاسبه می‏كند. این حسگر بر روی دریچه گاز نصب می‏شود.

6. حسگر دور موتور و موقعیت زاویه میل لنگ

 

 

 

 

این حسگر، از دیسك فلزی تشكیل شده تا بر روی آن شكاف‏هایی در دور ردیف شعایی با زاویه معلوم نسبت به یكدیگر ایجاد شده است و دیسك را به چهار ناحیه با زاویه 90 درجه تقسیم می‏كند.
دوعدد دیود نوری (LED) و فتودیود در مقابل این شكاف‏ها قرار داده شده است و بر اثر گردش دیسك، هنگامی كه شكاف در مقابل دیود مربوطه قرار می‏گیرد، با ولتاژ 5 ولت در خروجی حسگر ظاهر می‏شود. به این ترتیب، دور موتور و موقعیت زاویه‏ای را به واحد (ECU) هدایت می‏كند. محل نصب حسگر، روی دلكو می‏باشد. ECU، زمان جرقه را انتخاب كرده وهنگام روشن شدن موتور، زمان جرقه، توسط دلكو كنترل می‏شود. وقتی موتور به كار افتاد، زمان جرقه به واحد كنترل ارسال شده و با روشن شدن موتور تعیین می‏شود. هدف از زمانبندی مورد بحث این است كه با تنظیم زمان جرقه مرتبط با نقطه مرگ بالا، حداكثر قدرت در موتور به‏دست آید. آوانس كلی جرقه از روی محاسبه اطلاعات دریافت شده از حسگرهای موتور كه بر زمانبندی جرقه تاثیر می‏گذارد، محاسبه می‏شود. واحد كنترل موتور، این اطلاعات را از حسگرهای MAP و دور موتور، دریافت كرده و مقدار و زمان پاشش سوخت را نسبت به میزان هوای ورودی، محاسبه می‏كند.

پانوشت‌ها:
1. Multec
2. Compression Ignition
3. Spark Ignition
4. Electronic Fuel Injection
5. Multi Point Fuel Injection
6. Common Rail
7. Fuel Stratified Injection
8. ATS: Air Temperature Sensor
9. CTS: Coolant Temperature Sensor
10 . MAP : Manifold Absolute Pressure
11 .Oxygen Sensor
12 . Ungeated
13 . TPS: Throttle Position Sensor

منابع:
1. http://www.zetecinside.com/xr2/injection.htm
2. http://www.aa1car.com/library/2003/ic30336.htm
3. http://www.autorepair.about.com/cs/fuelinjection/a/aa03030/a-2.htm
4. http://auto.howstuffworks.com/question257.htm

نوشته شده در تاریخ شنبه 18 آبان 1387    | توسط: Farzad Yosef-Lavi    |    |
نظرات()