انژکتور

يکي از مهترين مسايلي که هميشه مورد توجه بوده کاهش مصرف سوخت و کم کردن آلايندگي موتورها و استفاده بهينه بوده و به همين خاطر طراحان خودروها چه در طراحي موتور و چه در طراحي بدنه هميشه اين مسائله را در نظر دارند.
در همين راستا يکي از دستاوردها مهم خودروسازان در دهه ۹۰ ميلادي طراحي و توليد موتورهاي EGI بود که اين موتورها در کشورهاي پيشرفته به سرعت جاي موترهاي کاربراتوري را گرفت .( در ايران هم چند سالي است که خودرو سازان يا همان مونتاژ کاران ! از اين نوع موترهاي استفاده مي کنند. ا اونجا که من يادمه البته دقيق نيست ولي فکر کنم از سال ۸۰ بود که توليد خودروهاي انژکتوري در ايران آغاز شد و با توليد وانت نيسان با موتور انژکتوري که همين چند وقت پيش صورت گرفت نسل موترهاي کاربراتوري براي هميشه در ايران منقرض شد. ) جالب است بدانيد

 

که در بسياری از کشورهای پيشرفته استفاده از انژکتور در همان سالهای اول ساخت آن اجباری شد.
موتور EGI يا انژکتوري
کلمه EGI مخفف Electronic Gasoline Injection به معناي تزريق الکترونيکي سوخت است .طرز کار اصلي اين سيستم استفاده از مخلوط بهينه سوخت و هوا در شرايط کارکرد مختلف موتور و بستگي به شرايط است که علاوه بر کاهش مصرف سوخت باعث افزايش قدرت و کاهش قابل توجه گازهاي آلاينده هوا نيز مي گردد .

به طور مثال يک موتور ۱۶۰۰ سي سي معمولي در شرايط مطلوب داراي قدرتي در حدود ۷۰ تا ۸۰ اسب بخار با مصرف ۱۰ تا ۱۲ ليتر در ۱۰۰ کيلومتر هست ( البته منظور از موتور ۱۶۰۰ موتور پيکان نيست! موتور پيکان خودشو بکشه تا نهايت ۷۰ اسب نيرو توليد ميکنه و گاهي با مصرفي در حدود ۱۵ ليتر! ) اما يک موتور انژکتوري با گنجايش ۱۶۰۰ سي سي داراي قدرتي در حدود ۹۰ تا ۹۵ اسب بخار هست و مصرفي در حدود ۷٫۵ تا ۸ ليتر در ۱۰۰ کيلومتر هست . به علاوه ميزان آلايندگي اين موتر از يک موتر کاربراتوري ۱۱۰۰ سي سي هم کمتر هست . 🙁 چنين اختلاف فاحشي در قدرت و مقدار مصرف به اين علت است که بازده موتر بستگي کاملي به نسبت هوا و سوخت دارد . در يک موتور کاربراتوري در شرايط مختلف رانندگي نسبت سوخت و هوا ثابت است و تنها با دستکاري مکانيکي مي توان آن را تغيير داد اما تفاوت اصلي موتور انژکتوري در همين جاست که با توجه به شرايط مختلف بار زياد استارت سرد شتاب مثبت يا منفي نسبت سوخت و هوا همواره در بهترين شرايط قرار دارد

.نحوه عملکرد انژکتور
انژکتور به سه قسمت اصلي تقسيم مي شود.
۱ سيستم مربوط به هواي ورودي به موتر
۲ سيستم سوخت رساني

۳ سيستم کنترل که شامل يک کامپيوتر مرکزي که به اختصار PCM يا ECU ناميده ميشود و تعدادي سنسور براي مشخص کردن وضعيت موتر .

سيستم هواي ورودي :
هواي ورودي ابتدا از مجرايي گذشته و وارد محفظه فيلتر مي شود و سپس از محفظه کنترل جرم هواي ورودي گذشته در اين محفظه دريچه متحرک در مسير هواي مکيده شده قرار دارد که با ميزان تغيير حجم هواي ورودي زاويه آن تغيير پيدا مي کند. يک سنسور به اين دريچه متصل است که با توجه به ميزان باز و بسته بودن اين دريچه سيگنالهاي را به ECU ارسال مي کند.اين محفظه به گونه اي طراحي شده که درون آن مقداري هواي ذخيره شده وجود دارد که از يک مجراي جانبي تامين مي شود ( By Pass ) از اين هواي اضافه براي شتاب گيري ناگهاني استفاده ميشود که علاوه بر کارکرد بهتر موتر در شرايط شتاب ناگهاني و افزايش شتاب موجب کاهش گاز سمي منو اکسيد کربن در گازهاي خروجي مي شود. در همين مرحله يک سنسور دماي هواي ورودي را به ECU ارسال مي کند تا کامپيوتر مرکزي با توجه به دما و حجم به دست آمده جرم هواي ورودي به موتر را اندازه گيري کند.

عملکرد پمپ بنزين هم در اين محفظه و به وسيله علائم ارسالي از دريچه متحرک کنترل مي گردد. بعد از اين مرحله هواي ورودي از دريچه گاز مي گذرد که به پدال گاز متصل است در اينجا نيز سنسور کنترل شتاب خودرو به دريچه گاز متصل است و مقدار فشرده شدن پدال گاز را به ECU گزارش مي کند. همچنين در هنگام استارت سرد يک شير هوا و کمکي بر اساس دماي موتر فعال شده و عملکرد آن توسط ECU کنترل مي گردد .

هوا پس از عبور از دريچه گاز وارد محفظه تنظيم مي شود در اين محفظه نوسان فشار هوا از بين رفته و هوا در اختيار سيلندري که در حال مکش است قرار مي گيرد . به اين ترتيب که هوا وارد منيفولد سيلندر در حال مکش شده و درست قبل از ورود به درون سيلندر مقدار سوخت مورد نياز که توسط ECU کنترل مي شود از سوزن انژکتور با فشار تزريق مي شود سوخت در اين حالت به صورت پودر در مي آيد.
و سپس مخلوط سوخت و هوا وارد سيلندر مي شود. طراحي مسيرهاي جريان هوا به گونه اي صورت گرفته که کمترين ميزان فشار و نوسان و يا مقاومت را در برابر جريان هوا داشته باشد.

سيستم سوخت رساني :
سيستم سوخت رساني عمليات تامين سوخت مورد نياز براي مخلوط شدن با هوا با نسبت و فشار مشخص انجام مي دهد كامپيوتر مركزي براساس اطلاعات به دست آمده از سنسورها مقدار سوخت بهينه را محاسبه مي كند و سيگنالهاي فعال كننده را به انژكتورهاي ارسال مي كند. ( توجه داشته باشيد كه مقدار سوخت با كم و زياد كردن زمان كار كرد سوزن انژكتور انجام مي شود نه كم و زياد شدن فشار سوخت يا افزايش باز شدن دهانه سوزن ) در اولين مرحله تامين سوخت پمپ بنزين به وسيله سيگنال ارسالي از كامپيوتر مركزي (ECU) فعال مي شود .

پمپ بنزين معمولا در كنار باك و يا در بعضي از مدلها براي كاهش صدا در داخل باك كار گذاشته مي شود . ( در بيشتر خودروهای ان‍ژكتوري هنگامي كه سوئيچ را روشن مي كنيد صداي پمپ به وضوح قابل شنيدن است كه در صورتي كه بعد از مدت كوتاهي موتور را روشن نكنيد با تامين فشار مورد نياز بنزين در پشت انژكتورها پمپ خاموش مي شود )

بنزين مكيده شده ابتدا از يك فيلتر ذرات درشت كه در باك نصب شده عبور مي كند و فشار آن توسط شيرهاي فشار شكن و همچنين يك شير متعادل كننده فشار كنترل مي گردد .
سپس بنزين با عبور از فيلتر بسيار ظريف به سمت انژكتورها هدايت مي شود كه قبل از ورود به مرحله تزريق مجددا توسط يك رگلاتور فشار آن مجددا تنظيم مي شود .
در موتورهاي ان‍ژكتوري اوليه ETI ) يا( GFI فقط يك سوزن انژكتور بر روي ورودي منيفولد نصب شده بود است .در اين موتورها و نيز در موتورهاي كاربراتوري اولا اينكه مخلوط هوا و سوخت فاصله زيادي در مجراي منيفولد طي مي كند و ضمنا طول مجراي منيفولد براي سيلندرهاي ۱ و ۴ بيشتر از سيلندرهاي ۲ و ۳ هست اين مسئله باعث مي شود مقداري از مخلوط هوا و سوخت به علت طول بيشتر مسير تلف شده و بازدهي كاهش يابد چرا كه مقداري از مخلوط هوا و سوخت پشت سوپاپ جا مي ماند و در ضمن مقداري از از سوخت به دليل گرماي مجرا در همان جا به صورت ناقص مي سوزد . در ضمن موتورهاي انژكتوري فوق فاقد واحد ECU هستند. اما در موتورهاي انژكتوري جديد به علت وجود انژكتور به تعداد سيلندرها اين مشكلات وجود ندارد در اين موتورها عمل پاشش سوخت دقيقا در آخرين مرحله يعني ورود هوا به سيلندر صورت ميگيرد .

عمل تزريق سوخت توسط انژكتورها به صورت الكترومغناطيسي و به وسيله سيگنال ارسال شده توسط ECU به سيم پيچ داخل انژكتور صورت ميگيرد كه بعد رسيدن سيگنال به سيم پيچ باعث مغناطيسي شدن آن و باز شدن دهانه نازل و تزريق بنزين مي شود . توجه داشته باشيد كه مقدار باز شدن دهانه نازل هميشه ثابت است و مقدار سوخت به وسيله مدت زمان باز بودن دريچه نازل صورت مي گيرد اين زمان توسط ECU كنترل مي شود و دقيقا مطابق با دور موتور است .

در بعضي از موتورهاي انژكتوري يك انژكتور اضافي براي مواقع استارت سرد نصب شده تا موتور در شرايط سرد هم به خوبي كار كندicon_cool،۰۰۶۶۴۹۱۹ ۱۳۷۷ ۶۴۷۰۴ کاربردي دانشگاه تهران, [دولتي] فني و مهندسي. amp;00822 مکانيک بررسي و آناليز تجربي تاثير پارامترهاي هندسي در انژکتور پيچشي بر ميدان پاشش و اختلاط توسط دستگاه ‏‎PDA‎‏ PG تاريخ اجراي طرح ۲۳-۰۹-۱۳۷۷ تا ۰۹-۱۳۷۸ميزان پيشرفت کار %۰ در اين طرح يک نوع انژکتور پيچي که براي موشکهاي سوخت مايع در تر است پائين بکار مي رود، در نظر گرفته و ابعاد هندسي مارپيچ و تعداد مارپيچ را براي تشکيل جريان هاي گردابه اي مختلف در داخل شيپوره همگرارا علاوه بر ابعاد شيپوره (قطر خروجي دهانه و درصد همگرايي را تغيير داد .

نهايتا يک سري انژکتورهاي پيچي جديد ساخته خواهد شد البته ساخت اين نوع انژکتورها از ظرافت خاصي برخوردار بوده که نهايتا در ارگان همکار با اين طرح ساخته خواهد شد . نهايتا تک تک اين انژکتورها بر روي چارچوب خصوصي که ساخته خواهد شد سوار شده و به منبع تحت فشار سيال متصل خواهند شد . در هر يک از آزمايشات با استفاده از دستگاه (‏‎LDA-PDA‎‏) قطر و سرعت ذرات درد و بعد در فواصل مختلف پاشش از دهانه شيپوره اندازه گيري تا نهايتا با تجزيه و تحليل اطلاعات تجربي انژکتور اپتيمم انتخاب گشته و با اين تجزيه و تحليل بتوان به روابط تجربي ازتباط هندسه با قطر و سرعت ذرات دردبي هاي مختلف رسيد . در ضمن ميدان سيال، مشابه با آزمايشات بالا در خارج شيپوره هاي ساخته شده از ‏‎Plexiglass‎‏ نيز باعکسبرداري تجزيه و تحليل مي گردد .

خودروهای انژکتوری (مبحث سنسور اكسيژن )
در ابتدا باید گفت که سنسور اكسيژن بروی مانيفولد دود و قبل از کاتاليست نصب ميشود و وظیفه آن سنجش گازهای خروجی ميباشد خروج گازها از اگزوز را به اطلاع ecu ميرساند تا مقدار گازهای خروجی توسط ecu که به عملگرها دستور ميدهد تنظيم شود .
فراوانترين سنسور اکسيژن به دو شکل موجود است که عبارت است :
۱- سنسور اکسيژن دو سيمه
۲- سنسور اکسيژن چهار سيمه

سنسور اکسيژن در دمای حدود ۴۰۰ درجه سانتيگراد کارميکند لذا بايد دمای آن به ۴۰۰ برسد تا بتواند گازهای خروجی را سنس کند .
لذا در نوع دو سيمه بايد دمای آن به ۴۰۰ برسد ولی در نوع چهار سيمه نيازی نيست زيرا اين نوع سنسور دارای گرمکن است و با باز کردن سوئيچ شروع به گرم کردن مي كند لذا نيازی به گرم شدن آن بر اثر گازهای خروجی نيست

در نوع چهار سيمه معمولا دوسيم سفيد مربوط به گرمکن وسيم مشکی بدنه و سيم خاکستری سيگنال است .
در اثر خراب شدن اين سنسور معمولا بوی گنديده شبيه بوی تخم مرغ از اگزوز خارج ميشود لذا بايد سريع نسبت به رفع عيب اقدام کرد .

در مورد ماشينهای انژکتوری
در ادامه مبحث در ecu بحث خواهيم کرد ”
همانطور که ميدانيد ecu به معنای electronic control unit میباشد که به معنای واحد کنترل الکترونيکی میباشد که در حقيقت مغز دستگاه ميباشد و در صورت خرابی بقيه قسمتها به خوبی کار خود را انجام نميدهند .
محل قرار گيری ecu در اتومبيلهای مختلف فرق ميکند مثلا در زانتيا در قسمت موتور داخل يک جلد پلاستيکی و در ۲۰۶ نيز همينطور است ولی در پراید در زير داشبورد در سمت راننده قرار دارد که ميتوان با باز کردن دو پيچ آن را جدا کرد .و در مزدا ۳۲۳ در قسمت کنسول وسط قرار دارد .
البته قابل ذکر است که بعضی از خودروها درارای چند ecu هستند که هرکدام وظيفه خاصی را دنبال ميکنند مثلا بعضی برای ترمزهای abs و بعضی برای کنترل گيربکس اتوماتيک میباشد که بنز کلاسيک که در اختيار نيرو انتظامی است دارای چند ecu میباشد (البته خيليها آن را با الگانس اشتباه ميگيرند )