نحوه کارکرد سیستم انژکتور خودرو
انژکتور چیست و چگونه کار می کند ؟
در حقیقت درست کار کردن انژکتور خودرو به معنای درست کار کردن کل موتور و سیستم احتراق خودرو می باشد. اگر انژکتور خودرو به درستی کار نکند یا به طور کلی از کار بیفتد، خودرو با مشکل مواجه شده و اصطلاحا ریپ می زند که این امر در نهایت منجر به خاموشی خودرو و از حرکت باز ایستادن آن خواهد شد. در ادامه قصد داریم اطلاعات کاملی را در خصوص انژکتور خودرو و نحوه کارکرد آن در اختیار علاقه مندان به بحث مکانیک خودرو قرار دهیم که می تواند در امر عیب یابی خودرو بسیار کارآمد باشد.
انژکتور خودرو چیست؟
همانطور که اشاره شد انژکتور خودرو یک قطعه الکترونیکی-مکانیکی است که در ورودی سیلندر خودرو قرار گرفته و وظیفه آن سوخت رسانی به محفظه احتراق خودرو می باشد. قبل از حضور انژکتور در طراحی موتور خودروها این امر توسط کاربراتور انجام می شد و کاربراتور سوخت را به سیلندرها می رساند.
اما به دلیل استهلاک بالای خودروهای کاربراتوری و همچنین هدر رفت بسیار زیاد سوخت در این موتورها، کاربراتور کم کم جای خود را به انژکتور داد و امروزه تمامی خودروهایی که به نوعی سوخت مصرف می کنند از انژکتور استفاده می نمایند.
نمای داخلی انژکتور خودرو
در حقیقت انژکتور خودرو با قرار گرفتن در ورودی سیلندر و پاشیدن سوخت به صورت پودر به درون سیلندر، باعث می گردد ، سوخت به طور کامل در محفظه احتراق، قرار گرفته و از سوختن ناقص آن جلوگیری گردد. این دستگاه در حقیقت ارتباط مستقیمی با کامپیوتر خودرو یا همان ECU آن دارد و از طریق آن قابل کنترل می باشد.
تعیین میزان پاشش سوخت، ارتباط کاملی نیز با میزان مصرف سوخت خودرو دارد. اگر میزان پاشش سوخت بیشتر از آنچه که استاندارد خودرو می باشد انجام شود، عمل احتراق ناقص انجام خواهد شد و اگر برعکس، کمتر از میزان استاندارد باشد، خودرو اصطلاحا کم آورده و دچار ریپ زدن می گردد. به همین علت بهترین میزان پاشش سوخت، حالت استاندارد خودرو می باشد که از طریق کامپیوتر خودرو تنظیم می گردد.
نحوه عملکرد انژکتور خودرو
همانطور که اشاره شد، سیستم انژکتور خودرو در ورودی سیلندر خودرو قرار گرفته و عمل سوخت رسانی به محفظه احتراق را بر عهده دارد. هنگامی که دریچه ی هوای خودرو باز می شود دقیقا طی یک زمان بندی دقیق، سیستم انژکتور خودرو عملیات پاشش سوخت را انجام می دهد. سپس شمع خودرو جرقه زده . باعث احتراق هوای موجود در سیلندر به همراه سوخت موجود، می گردد. طی این عمل انرژی ایجاد شده چون مکانی برای خروج ندارد، سیلندر خودرو را به سمت پایین هول می دهد که این عمل باعث به حرکت در آمدن خودرو می گردد. پس از این عمل، سوپاپ هوا به سر جای خود برگشته و در عوض دریچه مخصوص خروج دود با باز شدن سوپاپ مربوطه، باز خواهد شد.
در پایان دود حاصله به بیرون هدایت و عملیات احتراق از سر گرفته می شود.
حال اگر انژکتور به درستی نتواند کار خود را انجام دهد، عملیات احتراق یا به طور کامل انجام نمی شود و باعث احتراق ناقص یا عدم احتراق خواهد شد. دریافتن اینکه آیا انژکتور خودرو به درستی کار می نماید یا خیر به عهده دیاگ خودرو می باشد. با دیاگ زدن خودرو شما به راحتی می توانید از نحوه صحیح کارکرد انژکتور خودرو خود اطمینان حاصل کرده و در صورت اشکال در آن، سیستم انژکتور را تعمیر نمایید.
منبع : smart-car.ir
بیشتر بخوانید :
انژکتور چیست و چگونه کار می‌کند؟
انژکتور از اهمیت خاصی برخوردار است و در واقع یک شیر الکترونیک دقیق است که سوخت مورد نظر را در زمان تعیین شده تهیه می‌نماید.
سیستم انژکتوری در خودرو در واقع عملکردی مشابه کاربراتور را دارد که همان مخلوط کردن سوخت و هوا به نسبت لازم و تزریق آن به موتور است. ولی به دلیل ماهیت اجزاء آن و سیستم متفاوت، این عمل بسیار دقیق‌تر و مطلوب‌تر انجام میشود. ضمناً موجب پایین آمدن مصرف سوخت خودرو و میزان آلودگی هوا می‌گردد.
همانطور که در شکل بالا مشاهده می‌نمایید، این قطعه سوپاپ نام دارد که مهم‌ترین جزء سیستم سوخت‌رسانی انژکتور به‌شمار می‌رود. در حقیقت سیستم سوخت‌رسانی انژکتور، چیزی جز یک سوپاپ که به صورت الکترونیکی کنترل میشود نیست. این سوپاپ می‌تواند چندبار در ثانیه باز و بسته شود و به کمک پمپ سوخت، بنزین را با فشار به محفظه احتراق برساند. بدین‌صورت که هنگام تزریق سوخت یک آهنربای الکتریکی، میله‌ای را حرکت می‌دهد و سوپاپ انژکتور باز میشود. با این عمل، سوخت با فشار از نازل سوپاپ به شکل قطرات بسیار ریز به داخل سیلندرها پاشیده میشود. نازل طوری طراحی شده است که سوخت را به طور کامل پودر می‌کند و تا جایی که ممکن باشد آن‌را به ذرات بسیار ریزی درمی‌آورد. این روش باعث میشود تا احتراق سوخت به طور کامل انجام شود و آلایندگی خودرو نیز کاهش یابد.
همان‌گونه که در مبحث مربوط به ECU گفته شد، ECU یا به عبارت دیگر مغز فعال موتور، وظیفه نحوه انتقال سوخت به داخل سیلندر و میزان اختلاط آن با هوا و بعضی وظایف دیگر را بر عهده داشت. یکی از عملگرهای در ارتباط با ECU، انژکتور می‌باشد. حضور انژکتور (Injector) در خودروهای جدید، آنها را بسیار کارامدتر کرده است و به ندرت تنظیم موتور بهم می‌ریزد.
انژکتور و رسوب زدایی
با توجه به تاکیدات در خصوص کاهش آلودگی و کنترل مصرف سوخت و لزوم استفاده از تکنولوژی‌های جدید جهت حلمشکلات آلودگی هوا، استفاده از سیستم‌های انژکتوری در خودروهای موجود، رایج شده است.
در سیستم‌های انژکتوری موجود از یکسری سنسور مانند: دور موتور، فشار منیفولد (مپ سنسور)، دریچه گاز، سنسور اکسیژن و … جهت جمع آوری اطلاعات موتور استفاده می‌گردد. اطلاعات بدست آمده از این سنسورها به مغز الکترونیکی خودرو (ECU) فرستاده شده و پردازش می‌گردد. پس از بررسی این اطلاعات، ECU دستورات اجرائی خود را از طریق عملگرها، روی موتور اعمال می‌نماید. عملگرهای موجود عبارتند از: موتور پله‌ای، کوئل، پمپ بنزین ، انژکتورها و … .
از میان عملگرهای موجود، انژکتور بنزین بدلیل برخورداری از مشخصات فنی ویژه، از اهمیت خاصی در سیستم کنترلی موتور برخوردار است. در واقع این قطعه یک شیر الکترونیک دقیق است که با استفاده از آن می‌توان میزان سوخت مورد نظر را در زمان تعیین شده (توسط ECU) تهیه نمود. ساختار برش خورده این قطعه در شکل زیر نمایش داده شده است.
اجزاء اصلی انژکتور
- اورینگ
- فیلتر ورودی
- بدنه انژکتور
- سلونوئید
- سوزن انژکتور
- سوراخ خروجی
- درپوش محافظ
همانطور که مشاهده میشود سوخت با فشار ثابت از قسمت فوقانی وارد فیلتر ورودی انژکتور میشود. فشار ورودی به انژکتور، معادل فشار ریل سوخت است که مقدار آن ثابت است. (بعنوان مثال در برخی از خودروها این فشار ۳٫۵bar است) با فعال شدن میدان ایجاد شده توسط سلونوئید، سوزن انژکتور به سمت بالا حرکت داده شده و پاشش از طریق سوراخ انتهائی انجام میشود.
تاریخچه انژکتور
در اواخر سال ۱۹۵۰ و اوایل سال ۱۹۶۰ میلادی کارخانه شورولت و پونتیاک اولین طرح سوخت‌رسانی انژکتوری مکانیکی نوع تزریق دائم را عرضه نمودند. در اواخر سال ۱۹۵۰ شرکت کرایسلر تعدادی اتومبیل انژکتوری با سیستم الکترونیکی تولید نمود و نام این طرح را بندیکس الکتروژکتور نامید. با ظهور ترانزیستور و دیود در صنعت الکترونیک، در سال ۱۹۶۸ میلادی شرکت فولکس واگن نمونه جالبی از طرح شرکت بوش را که از فناوری‌های نوین بهره جسته بود در روی موتورهای خود بکار برد.
اهمیت انژکتور
به دلایل زیر قطعه انژکتور یک قطعه پر اهمیت موتور محسوب میشود و باید در تولید آن از دقت کافی بهره جست:
- با استفاده از اطلاعات ارسالی توسط سنسورها، ECU محاسبات دقیقی جهت تعیین میزان سوخت مصرفی موتور انجام می‌دهد. پس از انجام این محاسبات، ECU با استفاده از دستورات ارسالی به انژکتور، مقدار پاشش و زمان پاشش سوخت را تعیین می‌نماید. (در واقع پهنای پالس PULSE WIDTH مدت زمان باز شدن انژکتور و پاشش آن‌را تعیین می‌نماید).
- از آنجایی‌که نحوه پاشش سوخت (زاویه پاشش) و موقعیت قرارگیری انژکتور تاثیر بسزائی روی فرآیند اختلاط سوخت و هوا و در نتیجه احتراق موتور دارد، لذا زاویه پاشش و موقعیت مونتاژی انژکتور نیز اهمیت ویژه‌ای در عملکرد یک موتور دارد.
با توجه به این مطالب، انژکتور یک قطعه بسیار دقیق بوده و باید جهت تولید آن از تکنولوژی مناسب استفاده نمود، بعنوان مثال ابعاد اجزای داخلی مانند سورن و سوراخ و همچنین مشخصات عملکردی سلونوئید و غیره … باید با دقت بالائی تولید شود و در صورت بروز هرگونه خطا، در عملکرد قطعه (و در نتیجه موتور) خلل ایجاد میشود. علاوه بر آن، در زمان استفاده از آن (بر روی موتور) باید مراقبت‌های ویژه‌ای جهت حفظ مشخصات عملکری اجزاء این قطعه بعمل آید.
نحوه عملکرد انژکتور
انژکتور به سه قسمت اصلی تقسیم میشود:
سیستم مربوط به هوای ورودی به موتور
هوای ورودی ابتدا از مجرایی گذشته و وارد محفظه ورودی میشود و سپس از محفظه کنترل جرم هوای ورودی می‌گذرد. در این محفظه دریچه متحرک در مسیر هوای مکیده شده قرار دارد که با میزان تغییر حجم هوای ورودی، زاویه آن تغییر پیدا می‌کند. یک سنسور به این دریچه متصل است که با توجه به میزان باز و بسته بودن این دریچه سیگنال‌هایی را به ECU ارسال می‌کند. این محفظه به‌گونه‌ای طراحی شده که درون آن مقداری هوای ذخیره شده وجود دارد که از یک مجرای جانبی تامین میشود.
سیستم سوخت رسانی
حجم سوختی که به موتور می‌رسد به زمان باز بودن سوپاپ انژکتور بستگی دارد. به زمان باز بودن سوپاپ انژکتور، پهنای تپش می‌گویند که توسط ECU کنترل میشود. سوپاپ انژکتورها معمولاً به لوله‌های ورودی متصل هستند، به‌طوری که سوخت را به طور مستقیم به سوپاپ ورودی تزریق می‌کنند. به لوله‌ای که سوخت را با فشار به سوپاپ انژکتورها می‌رساند ریل سوخت می‌گویند.
سیستم کنترل (شامل یک ECU و تعدادی سنسور)
سنسور دریچه گاز (سنسور ساسات):
وظیفه این سنسور اندازه‌گیری حجم هوای ورودی به داخل موتور از میزان باز بودن دریچه است که ECU با توجه به این سنسور و سنسور دور موتور حجم هوای ورودی را محاسبه می‌کند.
سنسور اکسیژن:
واحد کنترل الکترونیکی (ECU) با توجه به ولتاژ ارسالی از این سنسور میزان اکسیژن خارج شده از موتور را پردازش کرده و غنی یا رقیق بودن سوخت را اصلاح می‌کند.
این سنسور مقدار گردش موتور را در دقیقه (RPM) به ECU ارسال می‌کند.
مشکلات احتمالی انژکتور و راه حل‌ها:
در قسمت قبل گفته شد که انژکتور یک قطعه دقیق بوده و مشخصات عملکردی آن بسیار مهم است. پس از استفاده از این قطعه در مدار سوخت‌رسانی یک خودرو، ممکن است پس از مدتی مشکلات مختلفی برای این قطعه ایجاد شود.
یکی از عواملی که باعث بروز مشکل در سیستم سوخت‌رسانی و در نتیجه انژکتور می‌گردد، کیفیت نامناسب سوخت و وجود ذات ناخالصی است. این ذرات به مرور زمان و پس از مدتی در بدنه اجزاء موجود در سیستم سوخت رسانی و مخصوصا انژکتور نفوذ می‌نماید. این فرآیند در شرایط مختلف کاری موتور رخ می‌دهد، بعنوان مثال در زمان روشن بودن موتور خودرو، دمای کاری بالا بوده و سوخت مصرفی و همچنین انژکتورها نیز گرم میشود. پس از خاموش شدن موتور مقداری سوخت در ریل سوخت و انژکتورها باقی می‌ماند و از سوی دیگر دمای موتور و انژکتورها نیز کاهش می‌یابد. این فرآیند باعث رسوب تدریجی ذرات ناخالصی روی اجزاء داخلی انژکتور می‌گردد.
با افزایش مواد زاید و ناخالصی روی اجزاء انژکتور به تدریج مشخصه‌های عملکردی این قطعه تغییر می‌نماید. بعنوان مثال ابعاد داخلی سوزن و سوراخ تغییر کرده و ممکن است دبی خروجی آن نیز تغییر نماید. همچنین ممکن است نحوه پاشش (زاویه پاشش) نیز تغییر پیدا کند. این عوامل باعث عدم عملکرد صحیح موتور می‌گردد. همچنین ممکن است تغییر نحوه پاشش باعثآسیب دیدگی قطعات دیگر گردد.
- کاهش توان و عملکرد موتور
- استارت نامناسب خودرو (روشن شدن نامناسب)
- افزایش آلایندگی‌های خروجی
- کاهش عمر و عملکرد کاتالیست خودرو (CatalystConverter)
- کاهش عمر و عملکرد سنسور اکسیژن خودرو (Lambda Sensor)
- افزایش مصرف سوخت
با توجه به مطالب گفته شده مشخص میشود درصورتی‌که بخواهیم موتور خودور دارای عملکرد صحیحی باشد بایستی از انژکتورهای آن بخوبی مراقبت و نگهداری شود، همچنین تعویض این قطعه نیز راه عملی برای حل مشکل محسوب نمی‌شود زیرا این قطعه گران‌قیمت است و جهت تعویض آن باید هزینه زیادی صرف شود و از سوی دیگر ممکن است دستیابی به انژکتورهائی که دارای کیفیت مناسب هستند نیز دشوار باشد.
راه حل مناسب جهت حل مشکل، استفاده از دستگاه انژکتور شور است. با استفاده از این دستگاه می‌توان عملکرد انژکتور را مورد بررسی قرار داد و رسوبات و ناخالصی موجود را برطرف نمود و انژکتورهای معیوب را شناسائی نمود.
