خانه / اطلاعات قطعات / انژکتور چیست و چگونه کار می‌کند؟

انژکتور چیست و چگونه کار می‌کند؟

سیستم انژکتوری در خودرو در واقع عملکردی مشابه کاربراتور را دارد که همان مخلوط کردن سوخت و هوا به نسبت لازم و تزریق آن به موتور است. ولی به دلیل ماهیت اجزاء آن و سیستم متفاوت، این عمل بسیار دقیق‌تر و مطلوب‌تر انجام می‌شود. ضمناً موجب پایین آمدن مصرف سوخت خودرو و میزان آلودگی هوا می‌گردد.در ادامه با ونزو همراه باشید.

همان‌طور که در شکل بالا مشاهده می‌نمایید، این قطعه سوپاپ نام دارد که مهم‌ترین جزء سیستم سوخت‌رسانی انژکتور به‌شمار می‌رود. در حقیقت سیستم سوخت‌رسانی انژکتور، چیزی جز یک سوپاپ که به صورت الکترونیکی کنترل می‌شود نیست. این سوپاپ می‌تواند چندبار در ثانیه باز و بسته شود و به کمک پمپ سوخت، بنزین را با فشار به محفظه احتراق برساند. بدین‌صورت که هنگام تزریق سوخت یک آهنربای الکتریکی، میله‌ای را حرکت می‌دهد و سوپاپ انژکتور باز می‌شود. با این عمل، سوخت با فشار از نازل سوپاپ به شکل قطرات بسیار ریز به داخل سیلندرها پاشیده می‌شود. نازل طوری طراحی شده است که سوخت را به طور کامل پودر می‌کند و تا جایی که ممکن باشد آن‌را به ذرات بسیار ریزی  درمی‌آورد. این روش باعث می‌شود تا احتراق سوخت به طور کامل انجام شود و آلایندگی خودرو نیز کاهش یابد.همان‌گونه که در مبحث مربوط به ECU گفته شد، ECU یا به عبارت دیگر مغز فعال موتور، وظیفه نحوه انتقال سوخت به داخل سیلندر و میزان اختلاط آن با هوا و بعضی وظایف دیگر را بر عهده داشت. یکی از عملگرهای در ارتباط با ECU، انژکتور می‌باشد. حضور انژکتور (Injector) در خودروهای جدید، آنها را بسیار کارامدتر کرده است و به ندرت تنظیم موتور بهم می‌ریزد.

انژکتور و رسوب زدایی
با توجه به تاکیدات در خصوص کاهش آلودگی و کنترل مصرف سوخت و لزوم استفاده از تکنولوژی‌های جدید جهت حل مشکلات آلودگی هوا، استفاده از سیستم‌های انژکتوری در خودروهای موجود، رایج شده است.
در سیستم‌های انژکتوری موجود از یکسری سنسور مانند: دور موتور، فشار منیفولد (مپ سنسور)، دریچه گاز، سنسور اکسیژن و … جهت جمع آوری اطلاعات موتور استفاده می‌گردد. اطلاعات بدست آمده از این سنسورها به مغز الکترونیکی خودرو (ECU) فرستاده شده و پردازش می‌گردد. پس از بررسی این اطلاعات، ECU دستورات اجرائی خود را از طریق عملگرها، روی موتور اعمال می‌نماید. عملگرهای موجود عبارتند از: موتور پله‌ای، کوئل، پمپ بنزین ، انژکتورها و … .
از میان عملگرهای موجود، انژکتور بنزین بدلیل برخورداری از مشخصات فنی ویژه، از اهمیت خاصی در سیستم کنترلی موتور برخوردار است. در واقع این قطعه یک شیر الکترونیک دقیق است که با استفاده از آن می‌توان میزان سوخت مورد نظر را در زمان تعیین شده (توسط ECU) تهیه نمود. ساختار برش خورده این قطعه در شکل زیر نمایش داده شده است.

اجزاء اصلی انژکتور:

  1. اورینگ
  2. فیلتر ورودی
  3. بدنه انژکتور
  4. سلونوئید
  5. سوزن انژکتور
  6. سوراخ خروجی
  7. درپوش محافظ

همانطور که مشاهده می‌شود سوخت با فشار ثابت از قسمت فوقانی وارد فیلتر ورودی انژکتور می‌شود. فشار ورودی به انژکتور، معادل فشار ریل سوخت است که مقدار آن ثابت است. (بعنوان مثال در برخی از خودروها این فشار ۳٫۵bar  است) با فعال شدن میدان ایجاد شده توسط سلونوئید، سوزن انژکتور به سمت بالا حرکت داده شده و پاشش از طریق سوراخ انتهائی انجام می‌شود.

تاریخچه انژکتور
در اواخر سال ۱۹۵۰ و اوایل سال ۱۹۶۰ میلادی کارخانه شورولت و پونتیاک اولین طرح سوخت‌رسانی انژکتوری مکانیکی نوع تزریق دائم را عرضه نمودند. در اواخر سال ۱۹۵۰ شرکت کرایسلر تعدادی اتومبیل انژکتوری با سیستم الکترونیکی تولید نمود و نام این طرح را بندیکس الکتروژکتور نامید. با ظهور ترانزیستور و دیود در صنعت الکترونیک، در سال ۱۹۶۸ میلادی شرکت فولکس واگن نمونه جالبی از طرح شرکت بوش را که از فناوری‌های نوین بهره جسته بود در روی موتورهای خود بکار برد.

اهمیت انژکتور
به دلایل زیر قطعه انژکتور یک قطعه پر اهمیت موتور محسوب می‌شود و باید در تولید آن از دقت کافی بهره جست:

  • با استفاده از اطلاعات ارسالی توسط سنسورها، ECU محاسبات دقیقی جهت تعیین میزان سوخت مصرفی موتور انجام می‌دهد. پس از انجام این محاسبات، ECU با استفاده از دستورات ارسالی به انژکتور، مقدار پاشش و زمان پاشش سوخت را تعیین می‌نماید. (در واقع پهنای پالس PULSE WIDTH مدت زمان باز شدن انژکتور و پاشش آن‌را تعیین می‌نماید).
  • از آنجایی‌که نحوه پاشش سوخت (زاویه پاشش) و موقعیت قرارگیری انژکتور تاثیر بسزائی روی فرآیند اختلاط سوخت و هوا و در نتیجه احتراق موتور دارد، لذا زاویه پاشش و موقعیت مونتاژی انژکتور نیز اهمیت ویژه‌ای در عملکرد یک موتور دارد.

با توجه به این مطالب، انژکتور یک قطعه بسیار دقیق بوده و باید جهت تولید آن از تکنولوژی مناسب استفاده نمود، بعنوان مثال ابعاد اجزای داخلی مانند سورن و سوراخ و همچنین مشخصات عملکردی سلونوئید و غیره … باید با دقت بالائی تولید شود و در صورت بروز هرگونه خطا، در عملکرد قطعه (و در نتیجه موتور) خلل ایجاد می‌‌شود. علاوه بر آن، در زمان استفاده از آن (بر روی موتور) باید مراقبت‌های ویژه‌ای جهت حفظ مشخصات عملکری اجزاء این قطعه بعمل آید.

نحوه عملکرد انژکتور
انژکتور به سه قسمت اصلی تقسیم می‌شود:

  • سیستم مربوط به هوای ورودی به موتور
    هوای ورودی ابتدا از مجرایی گذشته و وارد محفظه ورودی می‌شود و سپس از محفظه کنترل جرم هوای ورودی می‌گذرد. در این محفظه دریچه متحرک در مسیر هوای مکیده شده قرار دارد که با میزان تغییر حجم هوای ورودی، زاویه آن تغییر پیدا می‌کند. یک سنسور به این دریچه متصل است که با توجه به میزان باز و بسته بودن این دریچه سیگنال‌هایی را به ECU ارسال می‌کند. این محفظه به‌گونه‌ای طراحی شده که درون آن مقداری هوای ذخیره شده وجود دارد که از یک مجرای جانبی تامین می‌شود.
  • سیستم سوخت رسانی
    حجم سوختی که به موتور می‌رسد به زمان باز بودن سوپاپ انژکتور بستگی دارد. به زمان باز بودن سوپاپ انژکتور، پهنای تپش می‌گویند که توسط ECU کنترل می‌شود. سوپاپ انژکتورها معمولاً به لوله‌های ورودی متصل هستند، به‌طوری که سوخت را به طور مستقیم به سوپاپ ورودی تزریق می‌کنند. به لوله‌ای که سوخت را با فشار به سوپاپ انژکتورها می‌رساند ریل سوخت می‌گویند.

سیستم کنترل (شامل یک ECU و تعدادی سنسور)
برای رسیدن به نسبت صحیح اختلاط سوخت و هوا، واحد کنترل الکترونیکی نیاز به اطلاعاتی از نحوه کارکرد موتور و بار وارده بر آن را دارد. اطلاعات از طریق سنسورها (تغییر ولتاژ) در اختیار ECU قرار می‌گیرد.
سنسورها:

  • سنسور دریچه گاز (سنسور ساسات):
    وظیفه این سنسور اندازه‌گیری حجم هوای ورودی به داخل موتور از میزان باز بودن دریچه است که ECU با توجه به این سنسور و سنسور دور موتور حجم هوای ورودی را محاسبه می‌کند.
  • سیستم کنترل (شامل یک ECU و تعدادی سنسور)
    برای رسیدن به نسبت صحیح اختلاط سوخت و هوا، واحد کنترل الکترونیکی نیاز به اطلاعاتی از نحوه کارکرد موتور و بار وارده بر آن را دارد. اطلاعات از طریق سنسورها (تغییر ولتاژ) در اختیار ECU قرار می‌گیرد.
    سنسورها:

    • سنسور دریچه گاز (سنسور ساسات):
      وظیفه این سنسور اندازه‌گیری حجم هوای ورودی به داخل موتور از میزان باز بودن دریچه است که ECU با توجه به این سنسور و سنسور دور موتور حجم هوای ورودی را محاسبه می‌کند.
    • سنسور اکسیژن:
      واحد کنترل الکترونیکی (ECU) با توجه به ولتاژ ارسالی از این سنسور میزان اکسیژن خارج شده از موتور را پردازش کرده و غنی یا رقیق بودن سوخت را اصلاح می‌کند.

سنسور دور موتور:
این سنسور مقدار گردش موتور را در دقیقه (RPM) به ECU ارسال می‌کند.
مشکلات احتمالی انژکتور و راه حل‌ها:
در قسمت قبل گفته شد که انژکتور یک قطعه دقیق بوده و مشخصات عملکردی آن بسیار مهم است. پس از استفاده از این قطعه در مدار سوخت‌رسانی یک خودرو، ممکن است پس از مدتی مشکلات مختلفی برای این قطعه ایجاد شود.
یکی از عواملی که باعث بروز مشکل در سیستم سوخت‌رسانی و در نتیجه انژکتور می‌گردد، کیفیت نامناسب سوخت و وجود ذات ناخالصی است. این ذرات به مرور زمان و پس از مدتی در بدنه اجزاء موجود در سیستم سوخت رسانی و مخصوصا انژکتور نفوذ می‌نماید. این فرآیند در شرایط مختلف کاری موتور رخ می‌دهد، بعنوان مثال در زمان روشن بودن موتور خودرو، دمای کاری بالا بوده و سوخت مصرفی و همچنین انژکتورها نیز گرم می‌شود. پس از خاموش شدن موتور مقداری سوخت در ریل سوخت و انژکتورها باقی می‌ماند و از سوی دیگر دمای موتور و انژکتورها نیز کاهش می‌یابد. این فرآیند باعث رسوب تدریجی ذرات ناخالصی روی اجزاء داخلی انژکتور می‌گردد.
با افزایش مواد زاید و ناخالصی روی اجزاء انژکتور به تدریج مشخصه‌های عملکردی این قطعه تغییر می‌نماید. بعنوان مثال ابعاد داخلی سوزن و سوراخ تغییر کرده و ممکن است دبی خروجی آن نیز تغییر نماید. همچنین ممکن است نحوه پاشش (زاویه پاشش) نیز تغییر پیدا کند. این عوامل باعث عدم عملکرد صحیح موتور می‌گردد. همچنین ممکن است تغییر نحوه پاشش باعث آسیب دیدگی قطعات دیگر گردد.

بطور کلی ایجاد مشکل در عملکرد انژکتورها، باعث بروز مشکلات زیر خواهد شد:

  • کاهش توان و عملکرد موتور
  • استارت نامناسب خودرو (روشن شدن نامناسب)
  • افزایش آلایندگی‌های خروجی
  • کاهش عمر و عملکرد کاتالیست خودرو (CatalystConverter)
  • کاهش عمر و عملکرد سنسور اکسیژن خودرو (Lambda Sensor)
  • افزایش مصرف سوخت

با توجه به مطالب گفته شده مشخص می‌شود درصورتی‌که بخواهیم موتور خودور دارای عملکرد صحیحی باشد بایستی از انژکتورهای آن بخوبی مراقبت و نگهداری شود، همچنین تعویض این قطعه نیز راه عملی برای حل مشکل محسوب نمی‌شود زیرا این قطعه گران‌قیمت است و جهت تعویض آن باید هزینه زیادی صرف شود و از سوی دیگر ممکن است دستیابی به انژکتورهائی که دارای کیفیت مناسب هستند نیز دشوار باشد.
راه حل مناسب جهت حل مشکل، استفاده از دستگاه انژکتور شور است. با استفاده از این دستگاه می‌توان عملکرد انژکتور را مورد بررسی قرار داد و رسوبات و ناخالصی موجود را برطرف نمود و انژکتورهای معیوب را شناسائی نمود. در شکل زیر نمونه‌ای از دستگاه انژکتورشور نشان داده شده است.

منابع:
تبیان
آزمون نیوز
پرشین موتور
۱car.ir

گردآوری، ویرایش و بازنشر: وبسوار

یک دیدگاه

  1. مقاله خوبی بود از زحمات شما متشکرم
    موفق و پیروز باشید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.