انواع سیستم سوخت رسانی

به طور کلی سیستم سوخت رسانی خودرو یا کاربراتوریست و یا انژکتوری. هر یک از این سیستم‌ها معایب و مزایایی دارند که به توضیح هر یک میپردازیم، در ادامه با Z4Car همراه باشید.

وظیفه‌ سیستم سوخت‌رسانی در خودروها تزریق مخلوط هوا و سوخت بهینه شده به موتور خودرو است. این کار باید متناسب با شرایط عملکردی موتور در هر لحظه انجام شود. به این معنی که، سوخت رسانی باید متناسب با شرایط مختلف موتور در طول حرکت انجام شود. یعنی در زمان‌های استارت اولیه و هنگامی که موتور سرد است، فاز پس از استارت و گرم شدن موتور، موقع به حرکت در آمدن و شتاب‌گیری خودرو، موتور نیاز دارد که سوخت با سرعت‌های متفاوتی درون آن تزریق شود و سیستم سوخت‌رسانی باید این سرعت‌ها را ضمن تزریق تنظیم کند.

تاریخچه‌ استفاده از سیستم‌های سوخت‌رسانی در خودروها به دهه‌ ۸۰ قرن هجدهم بازمی‌گردد. اما گسترش این سیستم‌ها و پیشرفت عملکرد آن‌ها از دهه‌ی ۲۰ قرن نوزدهم توسط کمپانی بوش کلید خورد. در ادامه با Z4Car همراه باشید تا با انواع سیستم سوخت رسانی خودرو به همراه تصاویر آشنا شوید.

۱- سیستم سوخت رسانی کاربراتوری

برخلاف انژکتور که صد سالی صبر کرد تا پایش به صنایع خودرو سازی باز شود، کاربراتور از همان اول اختراع شد تا سوخت مورد نیاز موتور را برایش تامین کند. این سیستم که در سال ۱۸۶۷ توسط دایملر آلمانی اختراع شده بود، بهینه‌سازی مصرف سوخت و عملکرد موتورها را بر عهده داشت.

طرز کار این نوع از سیستم سوخت رسانی خودرو بر‌اساس ایجاد خلا روی مجرای سوخت بنا شده است. پیاده‌سازی معادلات برنولی و پیوستگی فیزیک در قطعه‌ی ونتور، موجب عملیاتی شدن فرایند ایجاد خلا می‌شوند. کافیست صفحه‌ی گاز باز شود تا سیلندر موتور، هوا را بمکد و آن را درون کاربراتور جاری کند. سرعت هوا با عبور از ونتور دچار تغییراتی پیاپی می‌شود. این تغییر سرعت موجب افزایش چشمگیر مکش هوا خواهد شد. مکش بالای هوا موجب جذب سوخت و انتقال آن به داخل سیلندر می‌گردد. با ورود هم‌زمان سوخت و هوا به سیلندر، این دو ماده‌ی کلیدی با یکدیگر ترکیب شده و در نهایت احتراق انجام می‌شود.

 

اجزای سیستم سوخت رسانی کاربراتوری

اجزای سیستم سوخت رسانی کاربراتوری شامل محفظه‌ی سوخت، ژیگلور اصلی، سوزن ژیگلور، دریچه‌ی ونتوری، میله‌ی دریچه‌ی ونتوری، گذرگاه مکش، دیافراگم دریچه‌ی ونتوری و دریچه‌ی گاز است.

مزایا و معایب سیستم سوخت رسانی کاربراتوری

با ورود به عصر خودروهای مدرن، تعمیر سیستم سوخت رسانی خودرو به یکی از گران‌ترین تعمیرات صنعت خودرو سازی بدل شده است؛ با این حال، سیستم سوخت رسانی کاربراتوری کلا از این صحبت‌ها جدا است. قطعات این سیستم به‌شدت ارزان قیمت هستند و جا انداختن آن‌ها نیاز به تخصص خاصی ندارد؛ اما، ممکن است مدتی پس از سرویس یا تعمیر ماشین، تنظیمات کاربراتور به صورت خود‌به‌خود ریست شود. تنظیم مصرف سوخت این سیستم نیز به قول معروف کار حضرت فیل است و با هر بار ریست شدن تنظیمات به زحمت زیادی می‌افتید. ممکن است زمان زیادی برای انجام این تنظیمات صرف کنید و در نهایت چون یک تکه از مسیر کار را اشتباه رفته‌اید، زحمتتان به هدر برود.

۲- سیستم سوخت رسانی انژکتوری

شورلت و پونتیاک اولین کارخانه‌هایی بودند که طرح استفاده از سامانه‌ی سوخت رسانی انژکتوری دائم را به کارخانه‌های خودرو سازی پیشنهاد کردند؛ سامانه‌ای که خام سوزی را کاهش می‌داد و مصرف موتور را بهینه می‌کرد. با این حال تقریبا هیچ کدام از کارخانه‌های ماشین سازی این طرح را عملی نکرد. بحث درباره‌ی ضعف این نوع از سیستم سوخت رسانی خودرو نبود، کارخانه‌ها جرات انجام این تغییرات را نداشتند، تا این که در سال ۱۹۵۲ کارخانه‌ی مرسدس بنز، با تولید خودروی ۳۰۰SL W19 عنوان تولید کننده‌ی اولین ماشین انژکتوری بنزینی را به تصرف خود درآورد. این حرکت انقلابی از مرسدس، حوالی سال ۱۹۶۰، وقتی که کرایسلر، سامانه‌ی بندیکس الکتروژکتور را به بازار عرضه کرد، به تکامل رسید. خودروهایی که بر‌اساس طرح بندیکس الکتروژکتور ساخته می‌شوند، از سامانه‌ی انژکتوری الکترونیکی بهره می‌برند.

طرز کار سیستم سوخت رسانی انژکتوری

سیستم سوخت رسانی انژکتور سامانه‌ای است که برخی از موتورهای درون سوز از آن بهره می‌برند. تزریق سوخت به موتور مبنای اصلی کار این سامانه است. فرایند تزریق به کمک یک پمپ مکانیکی یا برقی به انجام می‌رسد. در این فرایند سوخت با فشار وارد لوله‌های سوخت رسانی می‌شود و از طریق انژکتور به پشت سوپاپ هوا یا درون سیلندر پاشیده می‌شود. انژکتور مانند یک شیر آب است و سوخت را به‌صورت پودری جامد، درون سیلندر و یا فضای پشت سوپاپ هوا می‌پاشد. بدین ترتیب موتور می‌تواند با ترکیب هوا و سوخت فرایند احتراق را آغاز کرده تا انرژی مورد نیاز خودرو را تولید کند.

مزایا و معایب سیستم سوخت رسانی انژکتوری

اگرچه ابداع سامانه‌ی انژکتوری موجب بهبود عملکرد سیستم سوخت رسانی خودرو شد، این سامانه معایبی هم دارد که بعضا گریبانگیر خودروسازان و خودرو سواران می‌شود. از جمله معایب این سامانه می‌توان به گرانی بیش از حد قطعات آن اشاره کرد. این قطعات به‌شدت حساس هستند، به‌راحتی آسیب می‌بینند و به وجود آمدن کوچک‌ترین آسیبی در ساختار آن‌ها، عملکرد کل سامانه را دچار اختلال می‌کند. حساسیت این قطعات نه تنها برای خودرو سواران دردسر آفرین است، بلکه خودرو سازان را نیز به زحمت می‌اندازد.

از سوی دیگر، افزودن انژکتورها به سیستم سوخت رسانی خودرو باعث کاهش میزان خام سوزی و تولید گازهای خطرناک می‌شود. با توجه به این که با ورود انژکتورها، ونتور از سیستم سوخت رسانی خودرو خارج می‌شود، راندمان حجمی موتور افزایش یافته و ارتفاع موتور کاهش پیدا می‌کند. این عوامل روی هم رفته موجب افزایش شتاب خودرو می‌شوند.

۳- سیستم سوخت رسانی تزریق تک نقطه ای

سیستم پاشش تک نقطه ای ، که اولین نسل پاشش سوخت محسوب می شود و سر آغاز تحول در سیستم¬های انژکتوری می باشد در خودروهای انژکتوری قدیمی کارایی داشته ( همان اولین نسل از سیستم سوخت رسانی انژکتوری ) . در این سیستم تنها جای کاربراتور به یک انژکتور داده شده است و آنرا به همین دلیل پاشش تک نقطه ای می نامند .

معایب سوخت رسانی تزریق تک نقطه ای

عدم توزیع یکسان سوخت به تمامی سیلندرها ، احتمال تقطیر شدن سوخت قبل از ورود به سیلندرها ، احتمال خام سوزی سوخت به علت تقطیر زودرس ، نبود کنترل دقیق برای تنظیم پاشش و ورود سوخت .
در این سیستم شامل تنها یک انژکتور بوده و عمل تزریق را همین یک انژکتور بر عهده داشته است . این سیستم با نام SPFI نیز شناخته می¬شود .
در این سیستم ( که گاها دو انژکتور را نیز شامل می¬شود ، ولی با همین نام یعنی سیستم تزریق SPFI شناخته می شود ) انژکتور تک بر روی قسمت ورودی هوا قرار داشته و عمل تزریق سوخت را با الگویی که برای آن تعریف شده است ، به انجام می رساند . کمپانی بوش این طرح را با نام Mono Jetronic معرفی نموده و می¬شناسد .
این سیستم را نمی توان انژکتوری نامید ، زیرا تنها پاشش سوخت بوسیله یک انژکتور انجامی می گیرد ، که مانند سیستم کاربراتور عمل نموده است ، ولی تفاوتی که با سیستم کاربراتور داشته در این است که میزان پاشش دیگر نیازی به تنظیم نداشته و خود به خود بر اساس تعاریف اولیه برای سیستم ، پاشش صورت می گیرد .

۴- سیستم سوخت رسانی تزریق چند نقطه ای

این سیستم نسل بعدی سیستم های انژکتوری را شامل شده است و از این سیستم به عنوان منبع الهام اصلی برای تغییرات اصلی استفاده شده است و اکثر سیستم¬های امروزی انژکتوری دیگر بر اساس این سیستم طراحی و ساخته خواهد شد . این سیستم همچنین بیشترین کارایی را در خودروهای امروزی دارا می باشد .
محل قرار گیری انژکتورها در این سیستم دقیقا بالای هر سیلندر بوده و در قسمت مانی فولد هوا بکار می رود . در این سیستم به ازای هر سیلندر یک انژکتور قرار داشته ، و سوخت مستقیما وارد سیلندر شده و قبل از آن با هوا مخلوط خواهد شد .

این سیستم را با نام MPFI نیز می شناسند . در این سیستم از نظر پاشش به ۳ دسته تقسیم خواهند شد ، که عبارتند از :

دسته غیر ترتیبی

این سیستم یکی از ابتدایی ترین سیستم ها بوده و در آن ( که سیستم مصرف سوخت بالایی را داشته ) تمام انژکتورها با یکدیگر شروع به تزریق خواهند نمود ، البته این سیستم با نام مگنت مارلی نیز شهرت داشته است . خودورهای خانواده پژو ۴۰۵ ، سمند و پرشیا ، که نسل اول آنها در سالهای ۸۱ و ۸۲ معرفی شده است ، دارای چنین سیستمی بوده اند .

 

 

دسته نیمه ترتیبی

این دسته از انژکتورها به صورت ترتیب دو مرحله ای ، یعنی در ابتدا سیلندرهای ۱ و ۴ ، سپس سیلندرهای ۲ و ۳ پاشش را انجام می دهند .این سیستم نیز به عنوان مثال با کد SL96 در محصولات ایران-خودرو شناسایی شده و محصولاتی چون ۴۰۵ و RD و سمند را شامل می شود .

 

 

دسته ترتیبی

در این سیستم انژکتورها با توجه به تایم ( همان زمان بندی احتراق در سیلندرها ، که برای یک موتور ۴ سیلندر ۱ – ۳ – ۴ – ۲ ( به ترتیب از چپ به راست ) بوده ، و ترتیب پاشش به همین ترتیب در زمان باز شدن سوپاپ ورودی هوا بوده ، و این مهم به پایین آمدن مصرف سوخت کمک شایانی نموده و باعث بهتر شدن راندمان ( بازده ) موتور خواهد شد .

اکثر سیستم¬های انژکتور کنونی از این سیستم به عنوان الهام گیرنده اصلی خویش استفاده نموده و نیز از این نوع تزریق ( تزریق بر اساس زمان بندی ) استفاده نموده اند .

۵- سیستم سوخت رسانی تزریق مستقیم

این سیستم با نام GDI نیز شناخته شده است ، این سیستم بهترین ، پر بازده ترین و پیشرفته ترین سیستم تزریق سوخت بوده است . اکثر سیستمهای امروزی که با نامهای مختلف شناسایی می¬شوند ، از این نوع سیستم بوده و با نام های تجاری خاصی به بازار معرفی شده اند .

در این سیستم به مانند سیستم موتورهای دیزلی ، انژکتور داخل محفظه سیلندر قرار داشته و تزریق داخل محفظه سوخت انجام می گیرد .

در این مورد چندین نکته باید مورد توجه قرار گیرد که شامل :
خاص بودن انژکتورها به دلیل قرار داشتن در داخل محفظه احتراق ، داشتن پمپ فشار قوی برای پاشش بهتر ، بالا بودن فشار تزریق سوخت ، آلیاژهای تقویت شده پیستون¬ها و سوپاپ ها ، نسبت تراکم بالا به دلیل تحمل حجم بالای تزریق و چندین مورد دیگر که در مجموع باعث افزایش توان خروجی سیستم شده و بهینه تر شدن مصرف گردد .

با توجه به موارد بالا ، این سیستم تا مدتها پیش تنها برای خودروهای تجاری و موتورهای دیزلی مورد استفاده قرار می گرفت ، ولی امروزه به دلایلی بسیار و مصرف سوخت بهتر و پایین تر ، کاهش آلایندگی خودرو و افزایش راندمان حجمی خودرو از این نوع سیستم برای بیشتر خودروهای امروزی ، استفاده گردیده است و این سیستم آغاز جدیدی را برای خودروهای انژکتوری رقم زده است که همچنان در حال پیشرفت می باشد .

نظر خود را با ما و دیگر مخاطبان Z4Car به اشتراک بگذارید.