انژکتور

یکی از مهترین مسایلی که همیشه مورد توجه بوده کاهش مصرف سوخت و کم کردن آلایندگی موتورها و استفاده بهینه بوده و به همین خاطر طراحان خودروها چه در طراحی موتور و چه در طراحی بدنه همیشه این مسائله را در نظر دارند.
در همین راستا یکی از دستاوردها مهم خودروسازان در دهه 90 میلادی طراحی و تولید موتورهای EGI بود که این موتورها در کشورهای پیشرفته به سرعت جای موترهای کاربراتوری را گرفت .( در ایران هم چند سالی است که خودرو سازان یا همان مونتاژ کاران ! از این نوع موترهای استفاده می کنند. ا اونجا که من یادمه البته دقیق نیست ولی فکر کنم از سال 80 بود که تولید خودروهای انژکتوری در ایران آغاز شد و با تولید وانت نیسان با موتور انژکتوری که همین چند وقت پیش صورت گرفت نسل موترهای کاربراتوری برای همیشه در ایران منقرض شد. جالب است بدانید که در بسیاری از کشورهای پیشرفته استفاده از انژکتور در همان سالهای اول ساخت آن اجباری شد.

موتور EGI یا انژکتوری

کلمه EGI مخفف Electronic Gasoline Injection به معنای تزریق الکترونیکی سوخت است .طرز کار اصلی این سیستم استفاده از مخلوط بهینه سوخت و هوا در شرایط کارکرد مختلف موتور و بستگی به شرایط است که علاوه بر کاهش مصرف سوخت باعث افزایش قدرت و کاهش قابل توجه گازهای آلاینده هوا نیز می گردد .
به طور مثال یک موتور 1600 سی سی معمولی در شرایط مطلوب دارای قدرتی در حدود 70 تا 80 اسب بخار با مصرف 10 تا 12 لیتر در 100 کیلومتر هست ( البته منظور از موتور 1600 موتور پیکان نیست! موتور پیکان خودشو بکشه تا نهایت 70 اسب نیرو تولید میکنه و گاهی با مصرفی در حدود 15 لیتر! ) اما یک موتور انژکتوری با گنجایش 1600 سی سی دارای قدرتی در حدود 90 تا 95 اسب بخار هست و مصرفی در حدود 7.5 تا 8 لیتر در 100 کیلومتر هست . به علاوه میزان آلایندگی این موتر از یک موتر کاربراتوری 1100 سی سی هم کمتر هست . چنین اختلاف فاحشی در قدرت و مقدار مصرف به این علت است که بازده موتر بستگی کاملی به نسبت هوا و سوخت دارد . در یک موتور کاربراتوری در شرایط مختلف رانندگی نسبت سوخت و هوا ثابت است و تنها با دستکاری مکانیکی می توان آن را تغییر داد اما تفاوت اصلی موتور انژکتوری در همین جاست که با توجه به شرایط مختلف بار زیاد استارت سرد شتاب مثبت یا منفی نسبت سوخت و هوا همواره در بهترین شرایط قرار دارد.

نحوه عملکرد انژکتور

انژکتور به سه قسمت اصلی تقسیم می شود.
1-سیستم مربوط به هوای ورودی به موتر
2- سیستم سوخت رسانی
3-سیستم کنترل که شامل یک کامپیوتر مرکزی که به اختصار PCM یا ECU نامیده میشود و تعدادی سنسور برای مشخص کردن وضعیت موتر .

سیستم هوای ورودی :

هوای ورودی ابتدا از مجرایی گذشته و وارد محفظه ف_ * ل*_ ت ر می شود و سپس از محفظه کنترل جرم هوای ورودی گذشته در این محفظه دریچه متحرک در مسیر هوای مکیده شده قرار دارد که با میزان تغییر حجم هوای ورودی زاویه آن تغییر پیدا می کند. یک سنسور به این دریچه متصل است که با توجه به میزان باز و بسته بودن این دریچه سیگنالهای را به ECU ارسال می کند.این محفظه به گونه ای طراحی شده که درون آن مقداری هوای ذخیره شده وجود دارد که از یک مجرای جانبی تامین می شود ( By Pass ) از این هوای اضافه برای شتاب گیری ناگهانی استفاده میشود که علاوه بر کارکرد بهتر موتر در شرایط شتاب ناگهانی و افزایش شتاب موجب کاهش گاز سمی منو اکسید کربن در گازهای خروجی می شود. در همین مرحله یک سنسور دمای هوای ورودی را به ECU ارسال می کند تا کامپیوتر مرکزی با توجه به دما و حجم به دست آمده جرم هوای ورودی به موتر را اندازه گیری کند.
عملکرد پمپ بنزین هم در این محفظه و به وسیله علائم ارسالی از دریچه متحرک کنترل می گردد. بعد از این مرحله هوای ورودی از دریچه گاز می گذرد که به پدال گاز متصل است در اینجا نیز سنسور کنترل شتاب خودرو به دریچه گاز متصل است و مقدار فشرده شدن پدال گاز را به ECU گزارش می کند. همچنین در هنگام استارت سرد یک شیر هوا و کمکی بر اساس دمای موتر فعال شده و عملکرد آن توسط ECU کنترل می گردد .
هوا پس از عبور از دریچه گاز وارد محفظه تنظیم می شود در این محفظه نوسان فشار هوا از بین رفته و هوا در اختیار سیلندری که در حال مکش است قرار می گیرد . به این ترتیب که هوا وارد منیفولد سیلندر در حال مکش شده و درست قبل از ورود به درون سیلندر مقدار سوخت مورد نیاز که توسط ECU کنترل می شود از سوزن انژکتور با فشار تزریق می شود سوخت در این حالت به صورت پودر در می آید.
و سپس مخلوط سوخت و هوا وارد سیلندر می شود. طراحی مسیرهای جریان هوا به گونه ای صورت گرفته که کمترین میزان فشار و نوسان و یا مقاومت را در برابر جریان هوا داشته باشد.

واحد باز بینی موتور(ECU)

واحد باز بینی موتور که با نام دیگری یعنی سیستم مدیریت موتور (Engine Management System) نیز شناخته میشود, قطعه ای الکترونیکی است ,اساسا یک محاسبه کننده و بخشی از سیستم درونی احتراق موتور است که سیگنالهای متعددی را در موتور می خواند واز آن اطلاعات, برای کنترل سیستم احتراق استفاده میکند.
این وسیله کنترل کننده دقیق عملیات موتور, بهینه کننده سوخت( اما نه بطور مستقیم) برای ایجاد قدرت بیشتر موتور و در نهایت ایجاد کننده شرایطی برای آلودگی کمتر محیط زیست توسط موتورهای دارای این مزیت نسبت به نسل اولیه موتورها (موتورهای با سیستم کاربراتوری) است.
ECU به دلیل درگیری تنگاتنگ با عملیات موزون موتور ( درحد میلی ثانیه به میلی ثانیه) میتواند نتایج مختلفی به همراه داشته باشد که موتورهای کاربراتوری فاقد انجام آن هستند؛ از قبیل: تنظیم درجه حرارت و رطوبت اسبابی که دایما در حال چرخش هستند, تراکم هوا(چگالی) و درجه بندی اکتان سوخت.
همچنین قادر به انجام موازنه بین ایجاد دوام بیشتر موتور و گذشتن عمر موتور, وقتی که کار و ممارست بیشتر آن موجب ایجاد عمر طولانی تر موتور به حدود دو برابر طول عمر موتورهای قبلی میشود.

مقدمه:

انژکتورinjector که معادل فارسی آن افشانه یا اسپره کننده است دراوایل قرن بیستم توسط رابرت بوش بنیانگذار کمپانی عظیم بوش (bosch) درآلمان اختراع شد. انژکتور هرچند امروزه درتمام موتورهای درونسوز شامل بنزینی ودیزل -گازسوزودوگانه سوز کابرد دارد ولی در ابتدا صرفاً برای استفاده درموتورهای دیزل طراحی شد. انژکتور درواقع نقطه تمایز موتور دیزل با بنزینی است واساس موتردیزل راتشکیل می دهد. بطور خلاصه می توان گفت انژکتور در واقع یک شیر پودر کننده سوخت بر روی هوای ورودی(موتور بنزینی) یا متراکم شده( موتور دیزل) می باشد.انژکتور های الکترومقناتیسی که در موتورهای جدید استفاده می شوند بطور هوشمند توسط واحد مدیریت موتور (ECU)کنترل می شوند . از دیگر شرکتهای مهم سازنده انژکتور زیمنس می باشد.

آشنایی باتاریخچه سیستم های سوخترسانی انژکتوری در موتورهای دیزل

تنها تفاوت موتوردیزل وبنزینی برای سالها فقط سیستم سوخترسانی انژکتوری بود که مخصوص موتوردیزل بود ودرسایر سیستم ها هردونوع موتور تقریبا عین یکدیگر هستند. با این حال بیان تاریخچه ای مستقل برای سیستم سوخترسانی موتور دیزل لطف دیگری دارد . موتوردیزل اختراع رودولف دیزل دراواخر قرن 19 میلادی است . ایده موتوردیزل درجوانی به ذهن رودولف رسید وتاآخرعمر برای تحقق آن تلاش کرد . هرچند ایده اولیه آن کاملا مطعلق به دیزل نیست ولی این رودولف دیزل بود که این ایده را کامل کرد وبه عمل رساند . کمپرس هوای خالص وبدون هیچگونه سوخت تا مرز دمای احتراق سوخت وسپس تزریق سوخت بصورت پودر درهوای بسیار داغ وفشرده هنوز هم بعد ازگذشت یک قرن ایده ناب وکاملی است برای داشتن بهترین احتراق با حداکثر راندمان درعمل وحداقل آلودگی بصورت گازهای سمی . دریک موتوردیزل هواحداقل باید تا یک هفدهم کمپرس شود ؛ تزریق سوخت مایع به دورن محفظه ای با این فشار کار بسیارمشکلی است بخصوص که سوخت تزریق شده باید بصورت پودر باشد وهمچنین زمان دقیق اسپره کردن سوخت تاثیر حیاتی در کارکرد موتور دیزل دارد . تزریق سوخت باچنین شرایطی درهوایی با900 درجه سانتیگراد دما است که پس ازتزریق دما تا2200 درجه نیز می رسد. فراهم آوردن ابزار سوخترسانی برای چنین ایده ای سالها ازوقت رودولف راگرفت پس ازآنکه تمام سالهای جوانیش راصرف تحقیق درزمینه نوع سوخت وشرایط چنین احتراقی کرد.