مقاله كلي در مورد سيستم سوخت رساني انژكتوري

[M.Schumacher]

چگونه یک سیستم سوخت رسانی انژکتوری کار میکند :

سیستم سوخت رسانی که در ماشینهای مدرن استفاده میشود خیلی سالها پیش تغییر کرده است .
در سال 1990 سوبارو جاستی ( Subaru Jasty ) تنها اتومبیل کاربراتوری بود که در آمریکا فروخته شد . در مدل سال بعد جاستی سیستم سوخت رسانی انژکتوری داشت . اما سیستم سوخت رسانی انژکتوری حدودا از سال 1950 وجود داشته و سیستم سوخت رسانی انژکتوری الکترونیکی در ماشینهای اروپایی از سال 1980 شروع شده است .
امروزه تمامی اتومبیلهای فروخته شده در آمریکا مجهز به سیستم سوخت رسانی انژکتوری هستند .
در این مقاله ما یاد خواهیم گرفت که چگونه سوخت به داخل سیلندرهای موتور میرود و دوره هایی مثل " multi point fuel injection" و " Throttle body fuel injection system " به چه معنی هستند . همچنین یاد خواهیم گرفت که چگونه عمل chip ها میتونه نیروی بیشتری به موتورشما بده .

ساقط شدن کاربراتور :

در اکثر موتورهای احتراق درونی ، کاربراتور دستگاهی بوده است که سوخت موتور را تامین میکند . دربسیاری از ماشینهای دیگه مثل Lawnmowers و Chainsaws هنوز هم کاربراتور وجود دارد . اما چون اتومبیل پیشرفته کرده ، کاربراتور بیشتر از پیش برای مدیریت نیازهای موتور پیچیده شده است .
برای مثال برای اداره کردن تعدادی ازعملکردها کاربراتور 5 مدار مختلف داشت :

مدار اصلی ( main circuit ) که سوخت کافی را برای حرکت کم مصرف تهیه میکند .
مدار Idle : که سوخت کافی برای درجا کار کردن موتور تهیه میکند
پمپ شتابدهنده ( Accelerator pupm ( : که زمانیکه پدال گاز برای نخستین بار فشار داده میشود یک انفجار اضافی سوخت ایجاد میکند که باعث کم شدن مکث قبل از سرعت گرفتن موتور میشود .
مدار power enrichment circuit : برای زمانی که ماشین در سربالایی میرود یا چیزی را بکسل میکند ، سوخت بیشتری ایجاد میکند .
ساسات ( choke ) : برای زمانی که موتور سرد است سوخت بیشتری ایجاد میکند تا موتورر بکار بیافتد .

به منظور مدیریت درخواست ارسال دقیق سوخت catalytic enverters ( فیلتر شیمیایی که به لوله اگزوز وصل است و دود ماشین را برای کاهش آلودگی هوا پالایش میکند ) معرفی شد .
کنترل خیلی دقیق نسبت هوا به سوخت برای ثمر بخشی فیلتر هوا واجب شد .
سنسورهای اکسیژن هشدار میدهند که مقدار اکسیژن در حال تمام شدن است و واحد کنترل موتور از این اطلاعات استفاده میکند تا نسبت هوا به سوخت را در زمان واقعی تنظیم کند که این عمل closed loop conrtrol نامیده میشود .
امکان اینکه این کنترل با کاربراتورها انجام شود وجود نداشت .
برای یک دوره کوتاه ، کاربراتورهای کنترل الکترونیکی قبل ازاینکه سیستم سوخت رسانی انژکتوری این وظیفه را به عهده بگیرد وجود داشت .
اما این کاربراتورهای الکترونیکی خیلی پیچیده تر از مدلهای مکانیکی بودند .
ابتدائا کاربراتورها با throttle body fuel injection system (که همچنین به نامهای single point یا سیستم های انژکتوری مرکزی شناخته میشدند ) جانشین گردیدند که بصورت یک کنترل شونده برقی یکپارچه جریان سوخت تزریقی را به داخل throttle body تنظیم میکند .
....

تدریجا موتورهای جدید طراحی شدند و throttle body fuel injcetcion system به multi point fuel injection ( که همچنین به نام port , multi-point , یا sequential شناخته میشود ) تبدیل شد . این سیستمها یک سوخت رسانی انژکتوری برای هر سیلندر دارند . معمولاجایگیری آنها طوری است که به صورت مستقیم به دهانه سوپاپ پاشیده میشوند . این سیستمها میزان سوخت را به طور دقیقتری میسنجند و عکس العمل سریعتری اعمال میکنند .

زمانی که شما به گاز فشار وارد میکنید :

پدال گاز در ماشین شما به throttle volve ( دریچه کنترل هوا ) وصل میشود . این دریچه تنظیم میکند که چه مقدار هوا به داخل موتور وارد بشود ، در نتیجه و در واقع پدال گاز ، پدال هواست .
زمانی که شما روی پدال گاز فشار وارد میکنید ، throttle volve برای ممانعت از ورود هوای زیادتر ، بیشتر باز میشود . واحد کنترل موتور ( ECU ) ( کامپیوتری که همه اجزاء الکترونیکی موتور شما را کنترل میکند ) مراقب است که دریچه کنترل هوا آزاد باشه و میزان سوخت را قبل از اینکه هوای بیشتری به داخل موتور برود افزایش دهد .
افزایش میزان سوخت در لحظه بازشدن دریچه کنترل هوا با اهمیت است ، چرا که ممکن است یک مکث ایچاد بشود طوری که مقداری هوا روی سیلندرها اثر کند بدون اینکه سوخت کافی در اونها باشه .
سنسورها توده هوای وارد شده به موتور همچنین میزان اکسیژن در اگزوز را تنظیم میکنند .
ECU از این اطلاعات برای تعدیل و تنظیم کردن سوخت رسانی استفاده میکند به طوریکه نسبت هوا به سوخت صحیح باشد .

انژکتور:

تزریق کننده سوخت چیزی نیست جز یک دریچه کنترل شونده الکترونیکی که با تحت فشار قرارگرفتن سوخت بوسیله یک پمپ سوخت در ماشین شما آماده میشود و امکان بازشدن و بسته شدن در مرتبه های زیاد در هر ثانیه رو دارد .

زمانی که به انژکتور ( تزریق کننده ) انرژی داده میشود یک electromagnet ( آهنربای برقی ) به سمت یک پیسوتی که دریچه رو باز میکنه حرکت میکند ، در نتیجه سوخت فشار داده شده به خارج از یک لوله پاشیده میشود .
لوله برای پخش کردن سوخت تا بهترین حد ممکن طراحی شده بطوریکه سوخت میتونه به راحتی شعله ور بشه .

مقدار سوخت تهیه شده بوسیله میزان لحظه ای که انژکتور سوخت باز میمونه تعیین میشه که این pulse width نامیده شده و بوسیله ECU کنترل میشود .

انژکتورها روی یک شیر چند راهه داخلی سوار میشوند بطوریکه آنها سوخت را مستقیما به دریچه های داخلی میپاشند . یک لوله که fuel rail نامیده میشود ، فشار سوخت به تمام انژکتورها را فراهم میکند .

برای اینکه میزان صحیح سوخت فراهم بشود ، واحد کنترل موتور به مجموعه کاملی از تعداد زیادی سنسور تجهیز میشود ....

سنسورهای موتور :

برای اینکه مقدار مناسب سوخت برای هر oprating condition فراهم بشه ، واحد کنترل موتور ( ECU ) باید دسته بزرگ سنسورهای درونی رو تنظیم کنه .

تعدادی از این سنسورها به شرح زیر هستند :

mass airflow sensor : اي سي يو ( ECU ) بر توه هوای وارد شده بر موتور اثر میکند.

Oxygen sensor(s) : میزان اکسیژن در اگزوز را کنترل و تظیم میکند بطوری که ECU میتواند تعیین بکند که چه مقدار مخلوط سوخت پر نیرو یا کم نیرو بوده و در نتیجه آن را نتظیم میکند .

Throttle position sensor : مکان و موقعیت دریچه هوا را تنظیم میکند ( مقدار هوایی که به داخل موتور میرسد را محاسبه میکند )
بنابراین ECU میتواند سریعا برای تغییرات عکس العمل نشان داده و به مقدار مورد نیاز میزان سوخت را افزایش یا کاهش دهد .

coolant temperature sensor : به ECU این امکان را میدهد که لحظه ای که موتور به دمای موثرش رسیده را تعیین کند .

voltage sensor : سیستم ولتاژ ماشین را تنظیم میکند بطوریکه ECU میتواند سرعت در جا کارکردن موتور را زمانی که ولتاژ افت کرده ، زیاد کند .

Manifoled absolute pressure sensor : فشار هوا را در دهانه لوله چند منظوره تنظیم میکند .
میزان هوا که در داخل موتور شروع به کم شدن میکند ، نشانه خوبی است از اینکه چه مقدار نیرو تولید میشود ، و بیشتر هوایی که به داخل موتور میرود ، کمتر از میزان فشار لوله چند منظوره است ، بطوریکه این میزان برای اندازه گیری مقدار نیروی تولید شده استفاده میشود .

Engine speed sensor : سرعت موتور را نتظیم میکند ، که یکی از فاکتورهایی است که برای محاسبه دامنه تپ زدن موتور ( pulse width ) استفاده میشود.

دو نوع کنترل اصلی برای سیستمهای multi - port وجود دارند :

1- انژکتورهای سوخت همه میتوانند در یک زمان باز بشوند ، 2 - هرکدام میتواند تنها قبل ازباز شدن دریچه درونی برای سیلندرهایش ، باز بشود . اسم این عمل sequential multi-port fuel injection است .
فایده ناشی از سوخت رسانی تزریقی این است که اگر راننده باعث ایجاد یکسری تغییرات ناگهانی بشود سیستم میتواند عکس العمل سریعتری نشان بدهد ....

منبع: كتاب طرز كار خودروهاي امروزي