سیستم سوخت و انژکتور چگونه کار می کند؟

برای اینکه موتور به طور روان و کارآمدی کار کند، می بایست مقدار مناسبی از ترکیب سوخت و هوا متناسب با شرایط موتور فراهم شود.

سیستم تزریق سوخت خودرو

به طور معمول، مخلوط سوخت/هوا توسط کاربراتور کنترل می شود، ابزاری که به هیچ وجه کامل نیست. در واقع، عیب اصلی آن این است که کاربراتوری که یک موتور چهار سیلندر را تأمین می کند نمی تواند به طور دقیق به هر سیلندر همان ترکیب سوخت/هوا را بدهد، زیرا برخی از سیلندرها با کاربراتور مطابقت زیادی ندارند.

برای این کار باید، از کاربراتورهای دوقلو استفاده نمود، اما تنظیم آنها نیز به سختی انجام می شود. در عوض، بسیاری از اتومبیل ها هم اکنون با موتورهای تزریق سوخت مجهز می شوند و در آنها سوخت به طور دقیقی انتقال می یابد. موتورهای مجهز معمولا کارآمدتر و قوی تر از موتورهای کاربراتوری (carburetted) هستند و علاوه بر این می توانند به جز انتشار مواد سمی کمتر، از صرفه اقتصادی بالاتری نیز برخوردار باشند.

تزریق سوخت دیزل

سیستم تزریق سوخت در اتومبیل هایی که سوخت آنها بنزین است معمولا غیر مستقیم بوده و بنزین به جای اینکه مستقیما به محفظه های احتراق وارد شود، به چندراهی یا منیفولد ورودی تزریق می شود. بدین ترتیب، این اطمینان حاصل می شود که سوخت قبل از اینکه وارد محفظه شود به خوبی با هوا ترکیب می گردد. در خودرو های مدرن بنزینی سیستم تزریق سوخت مستقیم GDi نیز در نظر گرفته شده است.

با این حال، بسیاری از موتورهای دیزلی از تزریق مستقیم استفاده می کنند یعنی دیزل به طور مستقیم به سیلندر پر از هوای فشرده وارد می شود. برخی دیگر از تزریق غیر مستقیم استفاده می نمایند و در آن سوخت دیزل قبل از احتراق با شکل خاصی تزریق می شود، یعنی آن دارای مجرای باریکی است که آن را به سر سیلندر متصل می کند.

این فقط هوا است که به داخل استوانه کشیده می شود. سپس آنقدر با فشرده سازی گرم می شود که سوخت اتمی به انتهای استروک و به صورت خود اشتعالی تزریق می گردد.

تزریق پایه

اکثر سیستم های مدرن تزریق بنزین از تزریق غیر مستقیم استفاده می کنند. یک پمپ مخصوص، سوخت تحت فشار را از مخزن به محفظه موتور می فرستد، جایی که هنوز تحت فشار، آن به صورت جداگانه به هر سیلندر توزیع می شود.

بسته به سیستم خاص، سوخت یا از منیفولد ورودی یا پورت از طریق یک انژکتور سوخته می شود. این عمل دقیقا مانند افشانک پاششی یک شلنگ است و این اطمینان حاصل می شود که سوخت به صورت غبار ریز خارج می شود. سوخت با ترکیب هوا از منیفولد یا پورت ورودی عبور می کند و این ترکیب وارد محفظه احتراق می شود. برخی از  اتومبیل ها دارای تزریق چند نقطه ای سوخت هستند و هر سیلندر توسط انژکتور مخصوص خود تغذیه می شود. این فرآیند پیچیده بوده و می تواند گران باشد. از این رو، تزریق تک نقطه ای که در آن یک انژکتور تمامی سیلندرها را تغذیه می کند یا داشتن یک انژکتور برای هر دو سیلندر، متداول تر است.

نحوه عملکرد انژکتورها

انژکتورهایی که از طریق آنها سوخت اسپری می شود، در ابتدا با منیفولد ورودی یا سرسیلندر پیچ و زاویه دار می شوند تا اسپری سوخت در ابتدا به سمت سوپاپ ورودی انجام گردد.

انژکتورها بسته به سیستم تزریق یکی از دو نوع مورد زیر هستند. اولین سیستم از تزریق مستقیم بهره می گیرد و در آن سوخت در تمام مدت به پورت ورودی و در حالی که موتور کار می کند به صورت فواره بیرون داده می شود. در حقیقت، انژکتور مانند یک اسپری عمل کرده و سوخت را به صورت ذرات ریزی اسپری می نماید – در واقع جریان سوخت را کنترل نمی کند. مقدار پاشش سوخت با یک واحد کنترل مکانیکی یا الکتریکی کم و زیاد می شود. به عبارت دیگر، دقیقا مثل باز و بسته کردن شیر آب.

سیستم محبوب دیگر، تزریق زمان دار است و در آن سوخت به صورت انفجاری و همزمان با استروک القایی سیلندر انتقال داده می شود. همانند تزریق مداوم، تزریق زمان دار نیز می تواند به صورت مکانیکی یا الکترونیکی کنترل شود.

اولین سیستم ها به صورت مکانیکی کنترل می شدند. آنها اغلب تزریق بنزین نامیده شده و جریان سوخت با یک تنظیم کننده مکانیکی کنترل می شود. این سیستم ها دارای نقاط ضعف مکانیکی بوده و واکنش نه چندان خوبی را نسبت به کاهش کنترل فشار بخار نشان می دهند.

سیستم های مکانیکی هم اکنون تا حد زیادی با تزریق الکترونیکی سوخت جایگزین شده اند (به اختصار تحت عنوان EFi). این مسئله را می توان ناشی از لطف افزایش قابلیت اطمینان و کاهش هزینه های سیستم های کنترل الکترونیکی دانست.

تزریق سوخت مکانیکی

سیستم تزریق سوخت مکانیکی لوکاس (Lucas)

تزریق سوخت مکانیکی در دهه های 1960 و 1970 توسط بسیاری از تولید کنندگان در اتومبیل های اسپرت و سالن های ورزشی مورد استفاده قرار گرفت. نوعی از تزریق سوخت که در بسیاری از اتومبیل های بریتانیایی از جمله Triumph TR6 PI و  2500 PI استفاده می شد، سیستم Lucas PI از نوع زمان بندی بود.

یک پمپ سوخت الکتریکی فشار قوی که در نزدیک مخزن سوخت نصب می شود، سوخت را با فشار  100psi و تا یک خازن سوخت پمپ می کند. این اساسا یک مخزن کوتاه مدت است که فشار تأمین سوخت را ثابت نگه می دارد و همچنین پالس های سوخت را از که از پمپ خارج می شود برطرف می نماید.

سوخت در آکومولاتور (انباشتگر) از طریق یک فیلتر کاغذی عبور می کند و سپس وارد واحد کنترل اندازه گیری سوخت تحت عنوان توزیع کننده سوخت می شود. این واحد از میل سوپاپ یا محور بادامک به جلو رانده می شود و وظیفه آن همانطور که از نامش بر می آید، توزیع سوخت به هر سیلندر در زمان و مقدار مناسب است.

میزان سوخت تزریق شده توسط دریچه فلپ واقع در ورودی هوای موتور کنترل می شود. فلپ در زیر واحد کنترل قرار داشته و در پاسخ به جریان هوا بالا و پایین می رود – زمانی که شما دریچه کنترل بخار را باز می کنید، مکش از سیلندر جریان هوا را افزایش داده و فلپ بالا می رود. این مسئله موقعیت دریچه شاتل را در واحد کنترل اندازه گیری تغییر می دهد و باعث می شود که سوخت بیشتری به سیلندرها وارد گردد.

سوخت در واحد اندازه گیری به نوبت به هر یک از انژکتورها منتقل می شود. سپس آن به پورت ورودی در سر سیلندر وارد می گردد. هر انژکتور شامل یک شیر فنری است که نزدیک به فشار فنر خود بسته نگه داشته می شود. سوپاپ نیز تا زمانی که سوخت پرانده شود باز می شود.

با شروع سرما، شما نمی توانید فقط بخشی از جریان هوا را مسدود کنید تا مخلوط سوخت، هوا را غنی سازی کنید یعنی همانند یک کاربراتور. در عوض می توانید از یک کنترل دستی بهره گیرید.