بررسی انواع سیستم سوخت رسانی خودرو

آشنایی با سیستم سوخت رسانی خودرو جزء اطلاعاتی است که دانستن آن برای افراد مفید است. سیستم سوخت رسانی خودرو نقش مستقیمی در حرکت و فرآیند‌های مرتبط با آن دارد. بد نیست بدانید که استفاده از سیستم سوخت رسانی در خودروها در دهه ۸۰ قرن هجدهم آغاز شد، اما گسترش سیستم سوخت رسانی خودروها و پیشرفت در عملکرد آن‌‌ها از دهه ۲۰ قرن نوزدهم آغاز شد. در ادامه این مقاله همراه لنت ترمز باشید تا بیشتر با این بخش حیاتی وسایل نقلیه آشنا شوید.

سوخت برای موتور ضروری و یک عنصر حیاتی در فرآیند احتراق است. اتومبیل برای حرکت کردن به سوخت نیاز دارد. در واقع سوخت در سیستم سوخت رسانی خودرو به گردش در می‌آید و با هوا مخلوط می‌شود. سپس از طریق ایجاد اشتعال می‌سوزد و انرژی خود را به انرژی حرکتی تبدیل می‌کند. سوخت خودرو، انرژی لازم را برای حرکت خودرو فراهم می‌کند.

وظایف سیستم سوخت رسانی خودرو چیست؟

سیستم سوخت رسانی در خودروها مخلوط هوا و سوخت بهینه شده را به موتور خودرو انتقال می‌دهد. این فرآیند به طور معمول با شرایط و عملکرد خودرو و موتور هماهنگ است. به عبارت دیگر سوخت رسانی به خودرو باید با شرایط مختلف خودرو در طول حرکت متناسب باشد. به زبان ساده‌تر تناسب سوخت رسانی با عملکرد موتور، یعنی این که در زمان‌های قبل، بعد و در زمان حرکت، خودرو نیاز دارد که سوخت با سرعت‌های متفاوتی به درون آن تزریق شود و سیستم سوخت‌رسانی باید این سرعت‌ها را در زمان تزریق تنظیم کند.

انواع سیستم سوخت رسانی خودرو

سیستم‌های سوخت‌رسانی به ۲ دسته کلی کاربراتوری و انژکتوری تقسیم می‌شود. سیستم‌های کاربراتوری تنها سیستم رایج تا پیش از ۱۹۸۰ بودند. اما از دهه‌ ۸۰ میلادی به بعد، خودروسازان به فکر مدیریت بهینه‌ سوخت در خودرو و به دنبال آن مدیریت عملکرد موتور به طور گسترده‌تر افتادند. چرا که در غیر این صورت، قادر به سازگاری با قوانین زیست محیطی نبودند و صنعت خودروسازی آسیب جدی در مواجه با این قوانین می‌دید.

همچنین سیستم‌های قدیمی قادر به تامین نیاز‌های موتورهای جدید‌تر نبودند. بنابراین سیستم‌های انژکتوری پا به این عرصه گذاشتند. تفاوت عمده‌ این دو سیستم در نحوه‌ تزریق سوخت درون سیلندرها است. سیستم‌های انژکتوری سوخت را به صورت ذرات بسیار ریز درون سیلندر می‌پاشند، در حالی که سیستم‌های کاربراتوری سوخت را درون سیلندر می‌ریزند.

سیستم سوخت رسانی چند نقطه‌ای یا MPFI و تحولی بزرگ در صنعت خودروسازی

بد نیست بدانید که در دوران اوج استخراج، ارزانی و فراوانی سوخت‌های فسیلی در دنیا، همچنان هدف خودروسازان ساخت خودروهایی با استاندارهای جهانی بود و برای آن‌ها کاهش میزان مصرف سوخت، کاهش آلایندگی و بهبود عملکرد پیشرانه شرط مهم در طراحی و ساخت بود. به همین دلیل احتمالا در زمان ساخت اولین خودروها، سیستم سوخت رسانی کاربراتوری تنها راه‌حل ایده‌ال برای ترکیب مناسب سوخت و هوا به پبشرانه‌های درون‌سوز بود.

عملکرد سالم و کامل پیشرانه‌های احتراق داخلی بر اساس ترکیب مشخصی از مخلوط سوخت و هوا است. علم ترمودینامیک تغییرات مثبت و منفی در این ترکیبات را مشخص می‌کند. وظیفه کاربراتور هم این بود که میزان مشخص سوخت را برای به دست آمدن بهترین عملکرد سیستم سوخت رسانی خودرو و پیشرانه‌ها مشخص کند.

معرفی سیستم‌ سوخت رسانی کاربراتوری

اساس کار این سیستم بر قرار گرفتن اصلی‌ترین قطعه‌ آن یعنی کاربراتور در وسط منیفولد هوا است. (منیفولد هوا یا منیفولد ورودی، قطعه‌ای است که وظیفه‌ هدایت مخلوط هوا و سوخت را به داخل محفظه‌ی احتراق یا همان سیلندر بر عهده دارد.) کاربراتور منجر به ایجاد خلاء و ورود هوا در هنگام مکش سوخت درون سیلندرها می‌شود و مخلوط سوخت و هوای آماده‌ احتراق برای موتور تامین خواهد شد.

نحوه‌ کار کاربراتور و انواع آن

همانطور که گفته شد، محل قرارگیری کاربراتور میانه‌ منیفولد هوا است. هنگامی که پیستون در سیلندر به سمت پایین حرکت می‌کند، دریچه‌ گاز کاربراتور باز می‌شود و هوا از طریق پمپ مخصوصش از این دریچه وارد کاربراتور شده، درون بدنه‌ آن با سوخت مخلوط و سپس مخلوط سوخت و هوا به درون سیلندر تزریق می‌شود. در ورودی دریچه‌ گاز کاربراتور، قطعه‌ای به نام ونتوری وجود دارد که در هوای وارد شده ایجاد خلاء می‌کند. این خلاء باعث مکش سوخت از ژیگلور کاربراتور می‌شود. ژیگلور، مخزن سوخت درون کاربراتور است. سوخت از طریق لوله‌های سوخت رسانی به درون این مخزن منتقل می‌شود. این لوله‌ها نیز به پمپ بنزین متصل هستند که عمل مکش سوخت را از باک انجام می‌دهد. بنابراین قطعات اصلی هر کاربراتور را محفظه و صفحه‌ گاز، محفظه و صفحه‌ ساسات،‌ بدنه، محفظه‌  راه‌انداز و ونتوری یا پمپ شتاب ‌دهنده تشکیل می‌دهد. کاربراتورها به سه دسته تقسیم می‌شوند:

– کاربراتور با جریان هوا از بالا به پایین:

کاربراتورهایی که از نیروی جاذبه برای جریان مخلوط سوخت و هوا به داخل موتور کمک می‌گیرند. این کاربراتورها هنوز هم در برخی خودروها استفاده می‌شوند.

– کاربراتور با جریان هوا از پایین به بالا:

این کاربراتورها که استفاده از آن کاملا منسوخ شده است، سوخت را به صورت جامد وارد موتور می‌کرد. عملکرد این کاربراتورها، در هوای سرد به شدت ضعیف بود.

– کاربراتور با جریان هوای افقی:

این نوع کاربراتور که دارای ونتوری ثابت و متغیر است در خودروهای قدیمی‌تر مانند پیکان مورد استفاده بود.

معایب سیستم‌ سوخت رسانی کاربراتوری

اینکه کاربراتور تا ۱۹۶۰ میلادی تقریبا در تمام سیستم‌های سوخت رسانی مورد استفاده بود و پس از آن به دنبال پیشرفت صنعت خودروسازی و ابداع سیستم‌های انژکتور، به تدریج کنار گذاشته شد نشان از این دارد که این  نوع سیستم‌ها ضعف‌هایی غیرقابل چشم‌پوشی و لاینحل دارند. برخی از این معایب و ضعف‌ها را به اختصار بررسی می‌کنیم؛

– تولید مخلوط نامتناسب از سوخت و هوا: این نسبت که باید در شرایط خاص موتور، به میزان دقیق رعایت شود، در سیستم‌های کاربراتوری معمولا متناسب نبود. تنها در برخی شرایط این نسبت به شکلی که باید رعایت می‌شد.

– وابستگی شدید این سیستم به شرایط محیطی: تنظیم کاربراتورها، برای عملکرد صحیح و کارکرد متناسب آن‌ها، در هر زمان و مکانی که صورت بگیرد جوابگو است. به این معنی که، با تغییر ساعات و شرایط روز یا مکان و شرایط آب و هوایی، کاربراتور قدرت تنظیم خودکار با اوضاع جدید را ندارد. مانند مشکلات رایجی که مالکان خودروهای کاربراتوری هنگام روشن کردن‌ اتومبیل در زمستان یا صبح زود با آن‌ها مواجه بودند.

– توزیع نابرابر سوخت به سیلندرها: از آن‌جا که در این سیستم‌ها توزیع سوخت بین سیلندرها مستقیم از طریق کاربراتور و بدون دخالت عاملی تنظیم‌کننده انجام می‌شود، سوخت به سیلندرهای نزدیک کاربراتور بیشتر ریخته می‌شود و کمتر بودن سوخت در سیلندرهای دورتر به این دلیل، بالانس موتور را دچار اختلال می‌کند.

– وابستگی به نوع بنزین: تنظیم کاربراتور، علاوه بر زمان و مکان، به نوع بنزین نیز وابسته است و با تغییر اکتان بنزین مصرفی، کاربراتور قادر به تجدید خودکار تنظیماتش نیست. بنابراین تغییر کیفیت بنزین  پس از تنظیم کاربراتور، عملکرد آن را مجددا تضعیف می‌کند.

به غیر از این نقاط منفی، کاربراتورها مشکلاتی از قبیل خفه کردن کاربراتور، قفل گازی و مشکل پیچیدگی تنظیمات و تعمیرات را هم دارند.

معرفی سیستم سوخت رسانی انژکتوری

انژکتورهای سوخت نازل کوچکی هستند که به صورت الکترونیکی کنترل می‌شوند تا سوخت را تحت فشار بالا به داخل محفظه احتراق موتور اتمیزه کنند. سیستم سوخت رسانی انژکتوری دارای دریچه‌هایی است که قابلیت باز و بسته شدن چندین بار در ثانیه را دارند. قبل از وجود انژکتورهای سوخت، کاربراتور در موتورها بسیار استفاده می‌شد و تا به امروز این موتور همچنان وجود دارد. در واقع، بسیاری از ماشین‌ها مانند ماشین چمن‌زنی و اره برقی هنوز از کاربراتور استفاده می‌کنند.

در مورد کاربراتورها باید بدانید که این قطعات با سیستم تزریق سوخت بدنه دریچه گاز جایگزین شده‌اند. کاربراتورها را سیستم سوخت مرکزی یا تک نقطه ای هم می‌گویند. اما سیستم انژکتوری تقریبا بهترین جایگزین برای سازندگان خودرو بود. این سیستم به سازندگان خودرو کمک کرد تا نیازی به انجام تغییرات شدید در طراحی موتور نداشته باشند. طراحی موتورهای جدید تحولی در این سیستم ایجاد کرد.

در ابتدا سیستم تزریق سوخت با کاربراتورها جایگزین شد که به آن سیستم مرکزی یا سیستم تزریق تک نقطه‌ای هم می‌گویند. بهترین جایگرین برای سیستم کاربراتوری را سیستم انژکتوری می‌دانند چرا که با جایگزین کردن آن دیگر نیاز به تغییرات شدید در خودرو و طراحی موتور نبود. با گذشت زمان و به وجود آمدن موتورهای جدیدتر، سیستم تزریق چند پورت جایگزین سوخت بدنه دریچه گاز شد. بهتر است بدانید سیستم تزریق سوخت چند پورت به سیستم  چند نقطه‌ای یا متوالی معروف است. سیستم متوالی دارای انژکتور سوخت برای هر سیلندر است. انژکتور  به صورت مستقیم به سوپاپ ورودی پاشش می‌کند و اندازه‌گیری دقیق سوخت و پاسخ سریع‌تر را ارائه می‌دهد.

عملکرد انژکتور سوخت

در زیر عملکرد انژکتورهای سوخت در موتورهای احتراق داخلی آورده شده است:

• هدف اولیه سیستم تزریق سوخت در موتورهای دیزلی این است که طراحی آن‌ها به شدت تحت تأثیر اجزای سازنده قرار می‌گیرد.
• انژکتور سوخت به رساندن سوخت به سیلندرها کمک می‌کند.
• این موتورها از نظر عملکرد، انتشار و سر و صدا را افزایش می‌دهند.
• سوخت تحت فشار تزریق بسیار بالا تحویل داده می‌شود.
• مواد آن به گونه‌ای طراحی شده‌اند که تنش‌های بالاتری را تحمل کنند که با کارکرد موتور مطابقت دارد.
• یکی دیگر از اهداف سیستم انژکتور این است که سوخت در زمان مناسب تزریق شود. یعنی زمان تزریق کنترل شده است.
• انژکتور سوخت سوخت را به ذرات بسیار ریز سوخت تبدیل می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که هر قطره کوچک سوخت تبخیر شده و تحت فرآیند احتراق قرار می‌گیرد.
• اکسیژن کافی برای مخلوط شدن با سوخت اتمیزه وجود دارد و احتراق کامل را تضمین می‌کند.

تفاوت خودروهای انژکتوری دیزلی و بنزینی

در سیستم‌های انژکتوری دیزلی احتراق سوخت و جرقه‌زنی درون سیلندرها و به صورت خود به خودی صورت می‌گیرد. به این ترتیب که با ورود هوا درون سیلندر و بالا رفتن تراکم و دمای آن، شرایط انفجار گازوئیل فراهم می‌شود. در همین زمان عمل پاشش انجام شده و با احتراق سوخت پیستون به حرکت درآمده و موتور شروع به کار می‌کند. اما در خودروهای بنزینی مخلوط سوخت و هوا با هم وارد سیلندر می‌شوند و عمل احتراق از طریق سیستم جرقه‌زنی و شمع‌ها انجام می‌شود. به این ترتیب در خودروهای دیزلی نیاز به تراکم بالاتر هوای درون سیلندرها نسبت به خودروهای بنزینی است.

همچنین در خودروهای دیزلی از هوای محیط برای مکش درون سیلندرها استفاده می‌شود اما در خودروهای بنزینی سیستم سوخت رسانی و هوارسانی مجزایی وجود دارد که نتیجه تلفیق کار آن‌ها مخلوط گاز و سوخت وارد شده به درون سیلندرها است. تنظیم زمان جرقه زنی شمع‌ها و درصد مخلوط هوا و سوخت درون سیلندرها بر عهده‌ ECU است.

در نهایت اینکه موتورهای دیزلی توان بیشتری نسبت به موتورهای بنزینی تولید می‌کنند اما درصد آلایندگی بیشتری هم دارند. لازم به ذکر است، مزدا موتور در سال‌های اخیر اقدام به طراحی و ساخت موتوری بنزین سوز با نحوه‌ عملکرد موتورهای دیزلی کرده است. این موتور در برخی محصولات جدید این خودروساز استفاده شده و بازده خوبی داشته است. مزیت این موتور به موتورهای بنزینی معمولی کاهش مصرف سوخت آن‌ها است.

برای خرید لنت ترمز ایرانی و لنت ترمز خودرو های خارجی مانند خودرو های تویوتا، میتسوبیشی، هیوندا و … می توانید به فروشگاه لنت ترمز مراجعه کنید، برای دریافت مشاوره با کارشناسان لنت ترمز در ارتباط باشید.