انژکتور چیست و چه نقشی در سیستم سوخت‌رسانی دارد؟

 در خودروهای بنزینی که مجهز به موتور احتراق داخلی هستند سیستم سوخت رسانی از حیاتی‌ترین بخش‌های فنی خودرو است. این موتورها برای فعالیت خود نیاز به سه عامل اصلی سوخت، هوا و الکتریسیته دارند. این عوامل لازمه‌ی ایجاد جرقه، رخ دادن احتراق و در پی آن تولید نیرو هستند. کیفیت انفجار که درون سیلندرها رخ می‌دهد به طور مستقیم بر کیفیت عملکرد و بازده موتور خودرو تاثیر دارد. کیفیت انفجار نیز وابسته به تنظیم دقیق سه عامل اصلی یعنی میزان سوخت و فشار تزریق آن، میزان هوا و فشار ورود آن به سیلندر و کیفیت جرقه‌زنی و تنظیم زمان بندی آن است و وظیفه سیستم سوخت‌رسانی تنظیم فشار تزریق و میزان دقیق سوخت است. این سیستم از اجزا و بخش‌های مختلفی تشکیل شده است که هر یک از اهمیت خاصی خود برخوردارند. یکی از این اجزا انژکتور است. نامی آشنا و پرکاربرد در خودرو سازی که وظیفه‌ی مهمی در سیستم سوخت‌رسانی بر عهده دارد. امروز قصد داریم بیشتر از این قطعه صحبت کنیم.

انژکتور چیست و چه کارایی در خودرو دارد؟

موتورهای احتراق داخلی در دو نوع پاششی و تزریق مستقیم تولید می‌شوند. انژکتور سیستمی است که وظیفه پاشش سوخت درون سیلندر را بر عهده دارد و در نتیجه در خودروهای پاششی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این قطعه الکتریکی-مکانیکی در ورودی سیلندر قرار می‌گیرد و عمل تزریق سوخت درون محفظه‌ی احتراق را انجام می‌دهد. انژکتور جایگزینی برای کاربراتور است که در خودروهای قدیمی‌تر بخشی از سیستم سوخت‌رسانی خودرو بود. می‌دانیم که احتراق حاصل از انفجار ترکیب متراکم شده سوخت و هوا، تامین کننده کل انرژی مورد نیاز خود رو است.

بنابراین در صورت عملکرد ناقص و نادرست انژکتور، خودرو دچار مشکل شده و به اصطلاح ریپ می‌زند. نقص عملکرد انژکتور حتی می‌تواند منجر با خاموشی خودرو شود. محل دقیق قرارگیری انژکتور می‌تواند در ورودی هوای سیلندر و قبل از سوپاپ هوا باشد یا درون محفظه احتراق. همچنین ممکن است برای هر سیلندر از یک یا دو انژکتور استفاده شود. البته انژکتور در کنار تنظیم دقیق میزان و فشار پاشش سوخت، به کاهش مصرف سوخت، قابلیت استارت بهتر خودرو در هوای سرد، کاهش سطح آلایندگی خودرو و بالا رفتن راندمان موتور نیز کمک می‌کند.

اجزای انژکتور

انژکتور که در واقع مانند یک سرنگ الکتریکی تزریق و پاشش سوخت را کنترل می‌کند وظیفه خود را به کمک جریان الکتریکی انجام می‌دهد. به این ترتیب که انژکتور سوخت را با فشار حدود ۳کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع (سه برابر فشار هوای جو) در داخل سیلندر یا منیفولد هوا می‌پاشد تا تراکم لازم جهت احتراق را ایجاد کند. این عملکرد توسط مجموعه‌ای از اجزا صورت می‌گیرد که در کنار هم سیستم انژکتور را تشکیل می‌دهند. اجزای سیستم انژکتور عبارتند از:

•  ورودی سوخت یا اورینگ
•  فیلتر سوخت
•  بدنه
•  فنر برگشت دهنده یا سلونوئید
•  سوزن انژکتور
•  خروجی سوخت 
•  درپوش محافظ

در خودروهای مجهز به سیستم‌های انژکتوری سنسورهای متعددی نیز به منظور بررسی و رصد کردن فعالیت‌های اجزای مختلف فنی خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرند. سنسور‌های دور موتور، فشار منیفولد، دریچه گاز، اکسیژن از جمله این سنسورهای هستند. این سنجش‌ها اطلاعات بخش‌های مختلف موتور را به صورت مستمر پایش و جمع آوری کرده، سپس جهت پردازش و بررسی به ECU ارسال می‌کنند. مغز متفکر خودرو با پردازش اطلاعات دریافتی از سنسورها، دستورهای لازم را به عملگرهای مختلف برای تنظیم شرایط فعالیت بهینه موتور ارسال می‌کند. یکی از این عملگرها انژکتور خودرو است. انژکتور مانند یک شیر الکتریکی دقیق با دریافت دستور ارسالی از ECU میزان سوخت مورد نیاز موتور را با  فشار مناسب برای آن و طبق زمان‌بندی مشخص درون سیلندرها می‌پاشد.

حتما بخوانید: خوش ‌فروش‌ترین خودروهای زیر ۳۰۰ میلیون کدام‌ها هستند؟

نحوه کار انژکتور

نحوه کار انژکتور به بیان ساده به این صورت است که، سوخت توسط پمپ بنزین با فشاری ثابت و مشخص وارد فیلتر ورودی انژکتور که در بخش فوقانی آن قرار دارد می‌شود. فشار سوخت ورودی سوزن انژکتور را به سمت بالا هدایت می‌کند و و پاشش از طریق سوراخ انتهایی سوزن انجام می‌شود. اما گفتیم که انژکتور یک قطعه مکانیکی-الکتریکی است و دستورهای لازم برای عملکرد دقیق خود را از ECU دریافت می‌کند. بنابراین، در توضیحی دقیق‌تر باید گفت انژکتور نازلی است که مقدار دقیق و مشخصی از سوخت را با هوا ترکیب کرده و به‌ صورت غبار یا پودر داخل محفظه‌ی احتراق می‌پاشد. به این ترتیب که در سیستم انژکتور ابتدا هوای لازم برای مخلوط سوخت و هوا از ورودی و مجرای منیفولد گاز موتور، وارد محفظه کنترل جرم هوای ورودی می‌شود. یک دریچه متحرک در مسیر هوای مکیده شده در این محفظه قرار دارد که زاویه‌ی آن با میزان تغییر حجم هوای ورودی، تغییر می‌کند و بازتر می‌شود یا بسته‌تر می‌ماند. سنسور مخصوصی که موظف به پایش شرایط این دریچه است و به آن متصل شده، اطلاعات لازم از شرایط آن را به صورت سیگنال به ECU ارسال می‌کند.

لازم به ذکر است زاویه‌ی این دریچه با میزان فشرده شدن پدال گاز مرتبط است. ECU با توجه به اطلاعات ارسالی از این سنسور و سنسورهای اکسیژن و دریچه گاز، زمان باز بودن سوپاپ انژکتور را تنظیم و به آن دستور می‌دهد. به این ترتیب درصد اختلاط سوخت و هوا و غلظت این ترکیب به میزان نیاز موتور تنظیم و درون سیلندرها تزریق می‌شود. در نهایت حجم سوخت ارسالی به سیلندرها وابسته به زمان باز بودن سوپاپ انژکتور است. این زمان که، پهنای تپش خوانده می‌شود توسط ECU کنترل می‌گردد. همچنین در بخشی از سیستم سوخت‌رسانی که بنزین را از پمپ گرفته و با فشار به سوپاپ انژکتورها می‌رساند ریل سوخت نامیده می‌شود.

انواع سیستم انژکتور و سیستم‌های پاشش سوخت

سیستم‌های انژکتوری انواع مختلفی دارند که در خودروهای متفاوت از نظر نوع و نیاز و عملکرد موتور مورد استفاده قرار می‌گیرند. این انواع در نحوه عملکرد خود تفاوت‌هایی دارند و به صورت مستقیم در بازده موتور نیز تاثیر می‌گذارند. سیستم‌های مختلف انژکتوری عبارتند از:

• سیستم انژکتوری مکانیکی

این سیستم‌ها سوخت را به صورت مستمر درون سیلندر می‌پاشند و قابلیت تنظیم میزان و زمان پاشش را ندارند.

• سیستم انژکتوری الکترونیکی

این سیستم‌ها به کمک اجزای الکترومغناطیسی، فرآیند پاشیدن مداوم سوخت را صورت می‌دهند.

حتما بخوانید: مقایسه توسان جدید، اسپورتیج ۲۰۱۵ و میتسوبیشی asx

• سیستم انژکتوری الکترومکانیکی

این سیستم‌ها مجهز به سنسورها و کنترلر‌های متعدد هستند که با کمک اطلاعات دریافتی از آن‌ها و پردازش این سیگنال‌ها عملکرد بهتر و دقیق‌تری را از خود نشان می‌دهند.

• سیستم انژکتوری یک نقطه ای

این سیستم از یک واحد کنترل الکتریکی و یک انژکتور الکترومغناطیسی در بالای دریچه گاز تشکیل می‌شود.

• سیستم انژکتوری چند نقطه ای

در سیستم چند نقطه ای با توجه به تعداد سوپاپ ورودی سیلندرها، از انژکتور برای پاشیدن سوخت استفاده می‌شود.

همچنین انژکتورها با توجه به نوع پاشش سوخت نیز در سه دسته تقسیم می‌شوند، که به ترتیب زیر است:

۱. سیستم‌های پاشش سوخت تک نقطه ای

در این نوع سیستم‌ تنها یک انژکتور هر چهار سیلندر موتور را تغذیه می‌کند. به این ترتیب که در این سیستم‌ها انژکتور، سوخت مورد نیاز موتور را درون منیفولد سوخت می‌پاشد. کیفیت انتقال سوخت این سیستم‌ها مانندسیستم‌های کاربراتوری است ما حضور واحد کنترل الکترونیکی، شرایط مناسب‌تر و مطلوب‌تری را در محفظه احتراق فراهم می‌سازد.

۲. سیستم‌های پاشش سوخت چند نقطه ای

در این سیستم‌ها، برای هر سیلندر یک انژکتور در نظر گرفته می‌شود. این انژکتور‌ها که روی ریل سوخت سوار شده‌اند، سوخت مورد نیاز موتور را مستقیما پشت سوپاپ‌های سوخت تزریق می‌کنند. نتیجه اینکه سوخت پس از پاشش تا زمان احتراق، دچار تغییرات کمتری شده و با شرایط بهتری درون سیلندرها می‌ریزد. اینسیستم‏‌ها، امروزه بیش از انواع دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۳. سیستم‌های پاشش مستقیم سوخت

هدف از ابداع این نوع سیستم، رسیدن به حداقل تغییر در شرایط سوخت قبل از ورود به سیلندرها بود. به این ترتیب که انژکتورها سوخت مورد نیاز برای احتراق را بدون واسطه و به صورت مستقیم درون سیلندر‌ها تزریق می‌کنند.