سیستم تامین سوخت. سیستم های تزریق، شرح و اصل عملیات

2024 نویسنده: Erin Ralphs | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-02-19 15:00

سیستم تامین سوخت برای تامین سوخت از مخزن گاز، فیلتراسیون بیشتر آن و همچنین تشکیل مخلوط اکسیژن و سوخت با انتقال آن به سیلندرهای موتور مورد نیاز است. در حال حاضر، انواع مختلفی از سیستم های سوخت وجود دارد. رایج ترین در قرن بیستم کاربراتور بود، اما امروزه سیستم تزریق به طور فزاینده ای محبوب شده است. یک سومی نیز وجود داشت - تزریق تکی که فقط به این دلیل خوب بود که باعث کاهش اندکی مصرف سوخت می شد. بیایید نگاهی دقیق‌تر به سیستم تزریق بیندازیم و اصل کار آن را درک کنیم.

مقررات عمومی

اکثر سیستم های سوخت موتور مدرن مشابه هستند. تفاوت فقط می تواند در مرحله اختلاط باشد. سیستم سوخت شامل اجزای زیر است:

1. مخزن سوخت محصولی فشرده است که دارای پمپ و فیلتری برای تمیز کردن ذرات مکانیکی است. هدف اصلی ذخیره سوخت است.
2. خطوط سوخت مجموعه ای از شیلنگ و لوله را تشکیل می دهند تا سوخت را از مخزن به سیستم اختلاط منتقل کنند.
3. دستگاهتشکیل مخلوط در مورد ما، ما در مورد انژکتور صحبت خواهیم کرد. این واحد برای بدست آوردن امولسیون (مخلوط هوا و سوخت) و تامین آن به موقع با موتور به سیلندرها طراحی شده است.
4. واحد کنترل برای سیستم تشکیل مخلوط. فقط روی موتورهای انژکتوری نصب می شود که به دلیل نیاز به کنترل سنسورها، انژکتورها و سوپاپ ها است.
5. پمپ سوخت. در بیشتر موارد از گزینه غوطه ور استفاده می شود. این یک موتور الکتریکی کم توان است که به پمپ مایع متصل می شود. روغن کاری با سوخت انجام می شود و استفاده طولانی مدت از وسیله نقلیه با سوخت کمتر از 5 لیتر می تواند منجر به خرابی موتور الکتریکی شود.

به طور خلاصه، انژکتور یک منبع سوخت نقطه ای از طریق یک نازل است. سیگنال الکترونیکی از واحد کنترل می آید. علیرغم اینکه انژکتور دارای مزایای قابل توجهی نسبت به کاربراتور است، مدت زیادی است که از آن استفاده نمی شود. این به دلیل پیچیدگی فنی محصول و همچنین نگهداری پایین قطعاتی بود که از کار افتادند. در حال حاضر سیستم های تزریق نقطه ای عملا جایگزین کاربراتور شده اند. بیایید نگاهی دقیق‌تر به این موضوع بیندازیم که چرا انژکتور بسیار خوب است و چه ویژگی‌هایی دارد.

ویژگی های تجهیزات سوخت

خودرو همیشه مورد توجه دوستداران محیط زیست بوده است. گازهای خروجی مستقیماً در جو منتشر می شود که مملو از آلودگی است. تشخیص سیستم سوخت نشان داد که میزان انتشار با تشکیل مخلوط نادرست به طور قابل توجهی افزایش می یابد. به همین دلیل ساده تصمیم گرفته شدیک مبدل کاتالیزوری نصب کنید. اما این دستگاه تنها با امولسیون مرغوب نتایج خوبی از خود نشان داد و در صورت بروز انحراف، کارایی آن به میزان قابل توجهی کاهش یافت. تصمیم بر این شد که کاربراتور را با سیستم تزریق دقیق تری که انژکتور بود جایگزین کنیم. اولین گزینه ها شامل تعداد زیادی قطعات مکانیکی بود و طبق تحقیقات، چنین سیستمی با استفاده از خودرو بدتر شد. این کاملاً طبیعی بود، زیرا اجزای مهم و قطعات کاری کثیف شده و از کار می‌افتند.

برای اینکه سیستم تزریق بتواند خود را اصلاح کند، یک واحد کنترل الکترونیکی (ECU) ایجاد شد. به همراه کاوشگر لامبای داخلی که در جلوی مبدل کاتالیزوری قرار دارد، عملکرد خوبی داشت. به جرات می توان گفت که قیمت سوخت امروز بسیار بالا است و انژکتور خوب است فقط به این دلیل که باعث صرفه جویی در مصرف بنزین یا گازوئیل می شود. علاوه بر این، مزایای زیر نیز وجود دارد:

1. افزایش عملکرد موتور. به ویژه، قدرت را 5-10% افزایش داد.
2. بهبود عملکرد دینامیکی وسیله نقلیه. انژکتور به تغییرات بار حساس تر است و ترکیب امولسیون را به تنهایی تنظیم می کند.
3. مخلوط سوخت و هوا بهینه مقدار و سمیت گازهای خروجی را کاهش می دهد.
4. سیستم تزریق بدون در نظر گرفتن شرایط آب و هوایی به راحتی شروع به کار می کند که یک مزیت قابل توجه نسبت به موتورهای کاربراتوری است.

سیستم تزریق سوخت و دستگاه آن

در ابتدا باید به این نکته توجه کرد که موتورهای تزریقی مدرن مجهز به نازل هایی هستند که تعداد آنها برابر با تعداد سیلندرها است. بین خود، نازل ها توسط یک رمپ به هم متصل می شوند. در آنجا، سوخت تحت فشار کمی قرار می گیرد و توسط یک دستگاه الکتریکی - یک پمپ بنزین ایجاد می شود. مقدار سوخت تزریق شده مستقیماً به مدت زمان باز شدن نازل بستگی دارد که توسط واحد کنترل تعیین می شود. برای این کار، نشانگرها از سنسورهای مختلفی که در سرتاسر خودرو نصب شده اند، گرفته شده است. اکنون ما موارد اصلی را در نظر خواهیم گرفت:

1. حسگر جریان هوا. برای تعیین پر بودن سیلندرها با هوا کار می کند. در صورت خرابی، قرائت ها نادیده گرفته می شوند و داده های جدولی به عنوان شاخص های اصلی در نظر گرفته می شوند.
2. سنسور موقعیت دریچه گاز بار روی موتور را منعکس می کند که به دلیل موقعیت دریچه گاز، چرخش هوا و سرعت موتور است.
3. سنسور دمای مبرد. به کمک این کنترلر، کنترل فن برقی و اصلاح سوخت رسانی و همچنین جرقه زنی اجرا می شود. در صورت بروز نقص، تشخیص فوری سیستم سوخت رسانی ضروری نیست. دما بسته به مدت زمان موتور احتراق داخلی اندازه گیری می شود.
4. سنسور موقعیت میل لنگ (میل لنگ) برای همگام سازی سیستم به طور کلی مورد نیاز است. کنترل کننده نه تنها سرعت موتور، بلکه موقعیت آن را در یک نقطه خاص از زمان محاسبه می کند. از آنجایی که این یک سنسور قطبی است، در صورت خرابی، عملکرد بیشتر خودرو امکان پذیر نیست.
5. سنسوراکسیژن برای تعیین درصد اکسیژن در گازهای منتشر شده در جو مورد نیاز است. اطلاعات این کنترلر به ECU منتقل می شود که بسته به خوانش امولسیون را تصحیح می کند.

شایان توجه به این نکته است که همه خودروهای دارای انژکتور مجهز به سنسور اکسیژن نیستند. فقط خودروهایی مجهز به مبدل کاتالیزوری با استانداردهای سمیت یورو-2 و یورو-3 هستند.

انواع سیستم های تزریق: تزریق تک نقطه ای

در حال حاضر، همه سیستم ها به طور فعال استفاده می شوند. آنها بسته به تعداد نازل ها و محل عرضه سوخت طبقه بندی می شوند. در کل سه سیستم تزریق وجود دارد:

• نقطه تک (تک تزریق)؛
• چند نقطه (توزیع)؛
• فوری.

ابتدا، بیایید به سیستم های تزریق یک نقطه نگاه کنیم. آنها بلافاصله پس از کاربراتوری ایجاد شدند و پیشرفته تر به حساب می آمدند، اما اکنون به دلایل زیادی به تدریج محبوبیت خود را از دست می دهند. چندین مزیت غیرقابل انکار چنین سیستم هایی وجود دارد. اصلی ترین آنها صرفه جویی قابل توجهی در سوخت است. با توجه به اینکه قیمت سوخت امروز نسبتاً بالا است، چنین انژکتوری مرتبط است. جالب اینجاست که این سیستم تا حدودی دارای قطعات الکترونیکی کمتری است، بنابراین قابل اعتمادتر و پایدارتر است. هنگامی که اطلاعات از سنسورها به عنصر کنترل منتقل می شود، پارامترهای تزریق بلافاصله تغییر می کنند. بسیار جالب است که تقریباً هر موتور کاربراتوری را می توان بدون توجه به تزریق تک نقطه ای تبدیل کردتغییرات ساختاری عیب اصلی چنین سیستم هایی پاسخ پایین دریچه گاز موتور احتراق داخلی و همچنین رسوب مقدار قابل توجهی سوخت بر روی دیواره های کلکتور است، اگرچه این مشکل در مدل های کاربراتوری نیز وجود داشت.

از آنجایی که در این مورد فقط یک نازل وجود دارد، به جای کاربراتور روی منیفولد ورودی قرار دارد. از آنجایی که نازل در جای خوبی قرار داشت و دائماً در زیر جریان هوای سرد قرار داشت، قابلیت اطمینان آن در بالاترین سطح بود و طراحی فوق العاده ساده بود. شست و شوی سیستم سوخت با تزریق یک نقطه ای زمان زیادی نمی برد، زیرا فقط برای بیرون زدن یک نازل کافی بود، اما افزایش الزامات محیطی منجر به توسعه سیستم های دیگر و مدرن تر شد.

سیستم های تزریق چند نقطه

تزریق توزیع شده مدرن تر، پیچیده تر و کمتر قابل اعتمادتر در نظر گرفته می شود. در این مورد، هر سیلندر مجهز به یک نازل عایق است که در منیفولد ورودی در مجاورت شیر ورودی قرار دارد. بنابراین، عرضه امولسیون به صورت جداگانه انجام می شود. همانطور که در بالا ذکر شد، با چنین تزریقی، می توان قدرت موتور احتراق داخلی را تا 5-10٪ افزایش داد که در هنگام رانندگی در جاده قابل توجه خواهد بود. نکته جالب دیگر: این سیستم تزریق سوخت خوب است زیرا نازل بسیار نزدیک به سوپاپ ورودی قرار دارد. این امر تجمع سوخت روی دیواره های منیفولد را به حداقل می رساند و در نتیجه باعث صرفه جویی قابل توجهی در سوخت می شود.

انواع مختلفی وجود داردتزریق چند نقطه:

1. همزمان - همه نازل ها به طور همزمان باز می شوند.
2. جفت موازی - باز شدن نازل ها به صورت جفت. یک انژکتور در قسمت ورودی و دیگری قبل از خروج اگزوز باز می شود. در حال حاضر، چنین سیستمی فقط در زمان شروع اضطراری موتور احتراق داخلی در صورت خرابی فاز (سنسور موقعیت میل لنگ) استفاده می شود.
3. مرحله ای - هر نازل به طور جداگانه کنترل می شود، و قبل از سکته ورودی باز می شود.

در این مورد، سیستم کاملاً پیچیده است و کاملاً به دقت الکترونیک متکی است. به عنوان مثال، شستشوی سیستم سوخت بسیار بیشتر طول می کشد زیرا هر انژکتور نیاز به شستشو دارد. حالا بیایید جلو برویم و نوع محبوب دیگری از تزریق را بررسی کنیم.

تزریق مستقیم

خودروهای تزریقی با چنین سیستم هایی را می توان دوستدار محیط زیست دانست. هدف اصلی از معرفی این روش تزریق، بهبود کیفیت مخلوط سوخت و افزایش اندکی راندمان موتور خودرو است. مزایای اصلی این راه حل به شرح زیر است:

• اتمیزه کردن دقیق امولسیون؛
• تشکیل مخلوط با کیفیت بالا؛
• استفاده موثر از امولسیون در مراحل مختلف عملیات ICE.

بر اساس این مزایا می توان گفت که چنین سیستم هایی در مصرف سوخت صرفه جویی می کنند. این امر به ویژه هنگام رانندگی بی سر و صدا در مناطق شهری قابل توجه است. اگر دو خودرو با اندازه موتور یکسان اما سیستم های تزریق متفاوت را مقایسه کنیم، به عنوان مثال، مستقیم و چند نقطه ای، به طور قابل توجهیبهترین عملکرد پویا در سیستم مستقیم خواهد بود. گازهای خروجی سمی کمتری دارند و به دلیل خنک شدن هوا و افزایش اندکی فشار در سیستم سوخت، ظرفیت لیتر گرفته شده کمی بیشتر خواهد شد.

اما باید به حساسیت سیستم های تزریق مستقیم به کیفیت سوخت توجه کنید. اگر استانداردهای روسیه و اوکراین را در نظر بگیریم، محتوای گوگرد نباید از 500 میلی گرم در هر لیتر سوخت تجاوز کند. در عین حال، استانداردهای اروپایی حاکی از محتوای این عنصر 150، 50 و حتی 10 میلی گرم در هر لیتر بنزین یا گازوئیل است.

اگر به طور خلاصه این سیستم را در نظر بگیریم، به نظر می رسد: نازل ها در سر سیلندر قرار دارند. بر این اساس، تزریق مستقیماً به داخل سیلندرها انجام می شود. شایان ذکر است که این سیستم تزریق برای بسیاری از موتورهای بنزینی مناسب است. همانطور که در بالا ذکر شد، فشار بالا در سیستم سوخت استفاده می شود، که تحت آن امولسیون مستقیماً به محفظه احتراق می رسد و منیفولد ورودی را دور می زند.

سیستم تزریق سوخت: کم کارکرد

کمی بالاتر تزریق مستقیم را مورد بررسی قرار دادیم که برای اولین بار در خودروهای میتسوبیشی استفاده شد که مخفف GDI بود. بیایید نگاهی گذرا به یکی از حالت‌های اصلی بیاندازیم - دویدن روی یک مخلوط بدون چربی. ماهیت آن در این واقعیت است که وسیله نقلیه در این مورد با بارهای سبک و سرعت متوسط تا 120 کیلومتر در ساعت کار می کند. تزریق سوخت توسط یک مشعل در داخل انجام می شودمرحله نهایی فشرده سازی سوخت که از پیستون منعکس می شود، با هوا مخلوط می شود و وارد ناحیه شمع می شود. به نظر می رسد که مخلوط موجود در محفظه به طور قابل توجهی تخلیه می شود، با این حال، شارژ آن در ناحیه شمع می تواند بهینه در نظر گرفته شود. برای مشتعل شدن آن کافی است و پس از آن بقیه امولسیون نیز مشتعل می شود. در واقع، چنین سیستم تزریق سوخت، عملکرد طبیعی موتور احتراق داخلی را حتی در نسبت هوا به سوخت 40: 1 تضمین می کند.

این یک رویکرد بسیار کارآمد است که باعث صرفه جویی زیادی در مصرف سوخت می شود. اما شایان توجه است که موضوع خنثی سازی گازهای اگزوز حاد شده است. واقعیت این است که کاتالیزور ناکارآمد است، زیرا اکسید نیتروژن تشکیل می شود. در این حالت از چرخش گازهای خروجی اگزوز استفاده می شود. یک سیستم ویژه ERG به شما امکان می دهد امولسیون را با گازهای خروجی رقیق کنید. این امر تا حدودی دمای احتراق را کاهش می دهد و تشکیل اکسیدها را خنثی می کند. با این حال، این رویکرد به شما اجازه نمی دهد که بار موتور را افزایش دهید. برای حل جزئی مشکل، از یک کاتالیزور ذخیره سازی استفاده می شود. دومی به سوخت هایی با محتوای گوگرد بالا بسیار حساس است. به همین دلیل، بازرسی دوره ای سیستم سوخت مورد نیاز است.

اختلاط همگن و عملیات دو مرحله ای

حالت قدرت (اختلاط همگن) - ایده آل برای رانندگی تهاجمی در مناطق شهری، سبقت گرفتن، و همچنین رانندگی در بزرگراه ها و بزرگراه ها. در این حالت از مشعل مخروطی استفاده می شود که نسبت به نسخه قبلی به صرفه تر است. تزریقدر سکته مصرفی انجام می شود و امولسیون حاصل معمولاً دارای نسبت 14.7: 1 است، یعنی نزدیک به استوکیومتری. در واقع، این سیستم تامین سوخت خودکار دقیقاً مشابه سیستم توزیع است.

حالت دو مرحله ای به تزریق سوخت در زمان تراکم و همچنین راه اندازی اشاره دارد. وظیفه اصلی افزایش شدید موتور است. نمونه بارز عملکرد موثر چنین سیستمی حرکت در سرعت های پایین و فشار شدید روی پدال گاز است. در این حالت احتمال انفجار به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. به همین دلیل ساده، به جای یک مرحله، تزریق در دو مرحله انجام می شود.

در مرحله اول، مقدار کمی سوخت در سکته ورودی تزریق می شود. این به شما امکان می دهد دمای هوای سیلندر را کمی کاهش دهید. می توان گفت که سیلندر حاوی یک مخلوط بسیار نازک به نسبت 60: 1 است، بنابراین انفجار به این صورت غیرممکن است. در مرحله نهایی ضربه فشرده سازی، یک جت سوخت تزریق می شود که امولسیون را به نسبت تقریباً 12:1 به امولسیون غنی می رساند. امروزه می توان گفت که چنین سیستم سوخت موتور فقط برای خودروهای بازار اروپا معرفی شده است. این به دلیل این واقعیت است که سرعت بالا در ژاپن ذاتی نیست، بنابراین بارهای زیادی روی موتور وجود ندارد. در اروپا، تعداد زیادی بزرگراه و اتوبان وجود دارد، بنابراین رانندگان به رانندگی سریع عادت کرده اند، و این بار زیادی بر موتور احتراق داخلی وارد می کند.

چیز جالب دیگر

شایان ذکر است که برخلاف سیستم های کاربراتوری، تزریق نیاز به بررسی منظم سیستم سوخت دارد.این به این دلیل است که تعداد زیادی از لوازم الکترونیکی پیچیده ممکن است از کار بیفتند. در نتیجه این امر منجر به عواقب نامطلوب خواهد شد. به عنوان مثال، هوای اضافی در سیستم سوخت منجر به نقض ترکیب امولسیون و نسبت مخلوط نادرست می شود. در آینده، این روی موتور تأثیر می گذارد، عملکرد ناپایدار ظاهر می شود، کنترلرها از کار می افتند، و غیره. در واقع، انژکتور یک سیستم پیچیده است که تعیین می کند چه زمانی جرقه باید روی سیلندرها اعمال شود، چگونه مخلوطی با کیفیت بالا به سیلندرها تحویل دهد. بلوک سیلندر یا منیفولد ورودی، زمان باز کردن انژکتورها و نسبت هوا و بنزین در امولسیون. همه این عوامل بر عملکرد هماهنگ سیستم سوخت تاثیر می گذارد. نکته جالب این است که بدون اکثر کنترل‌کننده‌ها، دستگاه می‌تواند بدون انحراف قابل توجه به درستی کار کند، زیرا سوابق و جداول اضطراری وجود دارد که مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

کارایی موتور احتراق داخلی در مورد ما با میزان صحیح بودن داده های دریافتی از کنترلرها تعیین می شود. هرچه دقیق تر باشند، احتمال نقص های مختلف سیستم سوخت کمتر است. سرعت سیستم به عنوان یک کل نیز نقش مهمی ایفا می کند. برخلاف کاربراتورها، در اینجا نیازی به تنظیم دستی نیست و این امر باعث از بین رفتن خطاها در حین کار کالیبراسیون می شود. در نتیجه، احتراق کاملتر مخلوط و سیستم بهتری از نظر اکولوژیکی بدست می آوریم.

نتیجه گیری

در نتیجه، ارزش دارد کمی در مورد کاستی هایی که در سیستم های تزریق وجود دارد توضیح دهیم. نقطه ضعف اصلی، هزینه بالای موتورهای احتراق داخلی است. توسطبه طور کلی، هزینه چنین واحدهایی حدود 15 درصد بالاتر خواهد بود که قابل توجه است. اما نکات منفی دیگری نیز وجود دارد. به عنوان مثال، خرابی شیر سیستم سوخت در اکثر موارد به دلیل نشتی قابل تعمیر نیست، بنابراین فقط باید آن را تعویض کنید. این همچنین در مورد قابلیت نگهداری تجهیزات به طور کلی صدق می کند. خرید برخی از قطعات و قطعات جدید بسیار آسان تر از صرف هزینه برای تعمیر آنها است. این کیفیت در خودروهای کاربراتوری ذاتی نیست، زیرا شما می توانید تمام اجزای مهم را مرتب کنید و بدون صرف زمان و تلاش زیاد، عملکرد آنها را بازیابی کنید. بدون شک سیستم سوخت رسانی الکترونیکی با تلاش و توان فراوان در حال تعمیر است. بعید است که لوازم الکترونیکی پیچیده در اولین ایستگاه خدمات موجود تعمیر شوند.

خب، ما با شما در مورد اینکه سیستم های تزریق چیست صحبت کردیم. همانطور که می بینید، این یک موضوع بسیار جالب برای گفتگو است. شما می توانید خیلی بیشتر در مورد نازل های خوب و توانایی تنظیم فوری موتور صحبت کنید. اما ما قبلاً در مورد نکات اصلی صحبت کرده ایم. به یاد داشته باشید که سیستم سوخت یک موتور بنزینی باید به طور منظم برای عیوب احتمالی بررسی شود. به عنوان مثال، به دلیل کیفیت پایین سوخت، که در واقع در کشور ما ذاتی است، اغلب نازل ها دچار گرفتگی می شوند. به همین دلیل، موتور به طور متناوب شروع به کار می کند، قدرت کاهش می یابد، مخلوط بیش از حد لاغر می شود یا برعکس. همه اینها تأثیر بسیار بدی روی خودرو به طور کلی دارد، بنابراین نظارت مداوم و منظم لازم است. علاوه بر این، سعی کنید فقط با بنزینی که سازنده وسیله نقلیه خود توصیه می کند، آن را پر کنید.