عليرضا محمدي
در تلاش براي همگام شدن با قوانين كاركرد سوخت، سيستم سوخت به كار رفته در ماشينهاي جديد در طي سالهاي بسيار تغيير كرده است. اتومبيل «سوباروجاستي» مدل ۱۹۹۰ آخرين اتومبيلي بود كه با سيستم كاربراتور در ايالات متحده فروخته شد. در مدل سال بعد، «جاستي» سوخت تزريقي يا همان سوخت انژكتوري داشت . اما تزريق سوخت حدوداً از دهه ۱۹۵۰ به روي كار آمد و تزريق الكترونيكي سوخت در ماشينهاي اروپايي حدوداً از سال ۱۹۸۰ به طور گسترده اي استفاده مي شد. هم اكنون همه ماشينهاي فروخته شده در ايالات متحده سيستم تزريق سوخت يا همان انژكتور دارند.
در اين مقاله خواهيم ديد كه چگونه سوخت به سيلندر موتور مي رسد و اصطلاحاتي همچون «تزريق سوخت چند دريچه اي» و «تزريق سوخت با اتاقك اختناق» به چه معنايي هستند. همچنين خواهيم دانست كه چگونه مدارهاي اجرايي مي تواند به موتور شما قدرت بيشتري بدهد.
براي بيشتر موتورهاي احتراق داخلي، كاربراتور ابزاري بوده است كه سوخت را به موتور مي رساند. در بسياري از ماشينهاي ديگر همچون ماشين چمن زني و اره برقي هنوز همين طور است. اما در اتومبيل ها، عملياتي كه در كاربراتور انجام مي پذيرد، بسيار پيچيده تر است.به عنوان نمونه با بررسي چند عمل از اين كارها، مي توان ۵ جريان متفاوت در كاربراتورها يافت:
۱- جريان اصلي: فراهم كردن سوخت كافي براي گردش كارآمد سوخت؛
۲- جريان بيكار: فراهم كردن سوخت كافي براي نگهداري از بيهوده كاركردن موتور؛
۳- پمپ شتاب دهنده: ايجاد يك انفجار سوخت اضافي هنگامي كه پدال گاز براي بار اول فشار داده مي شود؛
۴- جريان افزايش قدرت: فراهم كردن سوخت اضافي هنگامي كه ماشين در سربالايي است يا يك يدك را به دنبال خود مي كشد؛
۵- ساساتChoke):) فراهم كردن سوخت اضافي هنگامي كه موتور سرد است كه در نتيجه آن روشن مي شود.
با توجه به شرايط خروجي سختگيرانه براي اگزوزها مبدلهاي كاتاليتيكي (وسايلي براي كاهش آلاينده ها) اعلام شدند. كنترل بسيار دقيق نسبت هوا به سوخت براي تأثير بيشتر مبدل كاتاليتيكي لازم شد. سنسورهاي اكسيژن مقدار اكسيژن خروجي از اگزوز را كنترل مي كنند و واحد كنترل موتور(ECU) از اين اطلاعات براي تعديل كردن نسبت هوا به سوخت در زمان واقعي استفاده مي كند به اين كار «كنترل حلقه بسته» مي گويند. اين كار كنترل در سيستم كاربراتور شدني نبود. در يك دوره كوتاه كنترل الكتريكي كاربراتورها اجرا شد، قبل از اين كه سيستم تزريق سوخت رايج شود، اما اين كاربراتورهاي الكتريكي خيلي پيچيده تر از نمونه مكانيكي آنها بودند.
در ابتدا كاربراتورها با سيستم هاي تزريق سوخت با اتاقك اختناق جايگزين شدند ( سيستمهاي تك نقطه يا تزريق سوخت مركزي نيز ناميده مي شوند) كه دريچه هاي تزريق سوخت كنترل الكتريكي شده با اتاقك اختناق تركيب شدند. اينها تقريباً يك جايگزين داخلي براي كاربراتور بودند بنابراين خودروسازان تغيير خيلي مؤثري در طراحي موتورهايشان ايجاد نكردند.
به تدريج موتورهاي جديدي كه طراحي شدند «سيستم تزريق سوخت چند دريچه اي» جايگزين تزريق سوخت با اتاقك اختناق شد(تزريق سوخت دريچه، چند نقطه يا منظم نيز ناميده مي شود) اين سيستم ها يك تزريق كننده (انژكتور) سوخت براي هر سيلندر دارند كه معمولاً طوري قرار مي گيرند كه درست در مدخل شيرها سوخت را مي پاشد. اين سيستمها برآورد سوخت درست تر و حساسيت سريع تر را فراهم مي كنند.
وقتي پدال گاز را مي فشاريد
پدال گاز ماشين شما به شير اختناق وصل شده است. اين شيري است كه مقدار هواي وارده به موتور را تنظيم مي كند. در واقع مي توان گفت پدال گاز، پدال هواست. وقتي شما پدال گاز را مي فشاريد، شير اختناق براي ورود بيشتر هوا بازتر مي شود. واحد كنترل موتور متوجه بازشدن شير اختناق مي شود و مقدار سوخت را قبل از ورود هواي بيشتر به موتور افزايش مي دهد. اين خيلي مهم است كه مقدار سوخت به همان زودي كه شير اختناق باز مي شود، افزايش يابد وگرنه هنگامي كه پدال گاز براي اولين بار فشار داده مي شود، ممكن است بي درنگ مقداري هوا، بدون اين كه سوخت كافي موجود باشد، وارد سيلندرها شود.
سنسورها مقدار جرم هواي ورودي به موتور را به همان خوبي مقدار اكسيژن خروجي از اگزوز ثبت مي كند. بخش ECU اين اطلاعات را براي تنظيم دقيق سوخت دريافتي استفاده مي كند كه در نتيجه نسبت هوا به سوخت دقيق و ميزان مي شود.
انژكتور
* يك انژكتور سوخت چيزي جز يك شير كنترل الكترونيكي نيست. اين شير به وسيله پمپ سوخت در ماشين شما با سوخت فشرده شده تأمين مي شود و قابليت آن را دارد كه به دفعات زياد در هر ثانيه باز و بسته شود.
* وقتي انژكتور شارژ مي شود، يك آهنرباي الكتريكي شناوري را كه شير را باز مي كند حركت مي دهد كه در نتيجه سوخت فشرده شده از ميان يك نازل كوچك پاشيده مي شود. نازل ها براي پودر كردن سوخت طراحي مي شوند، در واقع نازلها سوخت را به ذرات ريز اتمي تبديل مي كنند كه در نتيجه احتراق راحت تر انجام مي گيرد.
* مقدار سوخت مورد نياز موتور به وسيله مدت زماني كه انژكتور سوخت باز بوده است، محاسبه مي شود. اين عمل «پهناي ضربان» ناميده مي شود و توسط بخش ECU كنترل مي گردد.
* انژكتورها در مدخل لوله چند سوراخه نصب مي شوند كه در نتيجه سوخت را درست در مدخل شيرها پاشش مي كنند. يك لوله كه ريل سوخت نام دارد، سوخت فشرده شده را براي همه انژكتورها فراهم مي كند.
* در پايان لازم به ذكر است كه براي تأمين دقيق مقدار سوخت مورد نياز، واحد كنترل موتور به وسيله تعداد بسيار زيادي سنسور تجهيز شده است كه اين امر را به دقت كنترل و ثبت مي كنند.