سیستم سوخت‌رسانی خودرو و انواع آن- 340 صفحه در قالب docx
دسته بندي :
فنی و مهندسی »
مکانیک
سیستم سوخت رسانی انژکتوری یکی از روشهای سوخت رسانی به موتورهای احتراق داخلی به روش تزریق سوخت است که در این سیستم سوخت توسط یک پمپ مکانیکی یا برقی با فشار به داخل لوله‌های سوخت رسانی و ریل سوخت وارد می‌شود و از طریق انژکتورها که در واقع نوعی شیر محسوب می‌شوند به پشت سوپاپ هوا یا درون سیلندر بصورت پودر شده پاشیده می‌شود و به این ترتیب مخلوطی از هوا و سوخت برای احتراق در موتور و تولید انرژی بدست می‌آید
تاریخچه
در اواخر دهه ۱۹۵۰ و اوایل دهه ۱۹۶۰ میلادی کارخانه شورولت و پونتیاک اولین طرح سوخت رسانی انژکتوری مکانیکی نوع تزریق دائم را عرضه نمودند. مرسدس بنز در سال 1952 خودروی 300SL W194 که اولین خودروی انژکتوری بنزینی بود را به بازار عرضه نمود. در اواخر دهه ۱۹۵۰ شرکتکرایسلر 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.
مزایای تزریق سوخت
توزیع یکنواخت سوخت بین سلیندرها، کاهش خام سوزی و تولید گازهای خطرناک، راندمان حجمی بالاتر موتور به علت حذف ونتوری، کاهش ارتفاع موتور، عدم نیاز به گرمکن، شتاب گیری زیادتر موتور، کاهش مصرف سوخت و اندازه گیری دقیق سوخت از مزایای روش تزریق سوخت می‌باشد.
معایب تزریق سوخت
وجود قطعات حساس، دقیق و گران قیمت، نیاز به تخصص فراوان در امر تولید و تعمیر قطعات و پیچیدگی سیستم از معایب روش تزریق سوخت می‌باشد.
انواع سیستم سوخت رسانی انژکتوری
مکانیکی
نوع کا - جترونیک
الکترونیکی EFI
نوع الکتروجکتور
نوع دی - جترونیک
نوع کا - جترونیک لامبدا
نوع ال - جترونیک
نوع ال اچ - جترونیک
اجزاء سیستم سوخت رسانی انژکتوری
ریل سوخت و انژکتورهای متصل به آن
سنسورها: شامل سنسور فشار هوا، سنسور دمای هوا، سنسور دمای آب، سنسور سرعت، سنسور دور موتور، سنسور اکسیژن،سنسور زاویه میل لنگ، پتانسیومتر دریچه گاز، سنسور ضربه، سوئیچ اینرسی، سنسور جریان جرمی هوا
پمپ
لوله‌های سوخت رسانی
فیلتر سوخت
ریل سوخت
انژکتورها
مانیفولدهواو بدنه گاز
واحد کنترل الکترونیکی
موتور کنترل دور ارام
رگلاتور فشار شکن
انواع روشهای تزریق
نوع تک نقطه‌ای شامل: TBI، CFI
نوع تزریق مداوم
نوع تزریق دریچه مرکزی شامل:CPI و CPFI
نوع چند نقطه‌ای
نوع تزریق مستقیم
سیستم سوخت رسانی الکترونیکی خودرو
يكي از روشهاي مناسب جهت سالم سازي محيط زيست در جهان ، كاهش گازهاي آلاينده متصاعد شده از موتورها مي‌باشد كه در نسل جديد خودروها توسط جايگزين كردن سيستم سوخت رساني انژكتوري الكترونيكي بجاي سيستم كاربراتوري ، گام مهمي در اين جهت برداشته شده است .
مهمترين دليل براي انتخاب اين سيستم :
1- بالارفتن راندمان حرارتي و افزايش قدرت حجمي
2- توزيع يكنواخت سوخت در كليه سيلندرها
3-گشتاور بالا در دورهاي پايين
4-عدم نياز به ذخيره بنزين در مانيفولد ورودي
5-كاهش مصرف سوخت
6-كاركرد بهتر در هواي سرد
7-كاهش گازهاي آلاينده خروجي
8-تنظيم دور آرام (800 - 850 RPM)
9-عدم نياز به گرم كردن مانيفولد هوا
يكي ديگر از دلايل جايگزين سيستم انژكتوري به جاي كاربراتوري بهبود كاركرد و افزايش بازدهي و توان اتومبيل مي‌باشد .
مهمترين هدف سيستم كنترل الكترونيكي موتور ، اعمال تنظيم دقيق بر روي دو عامل مي‌باشد:
1-كنترل نسبت سوخت به هوا
2-كنترل زمان بندي جرقه
امروزه سيستمهاي الكترونيكي تزريق سوخت با وجود گران بودن به عنوان بهترين راه حل مورد استفاده قرار گرفته‌اند . در مورد پرايد انژكتوري مورد بحث در كشور ما ، روش اندازه منيفولد (MAP) با كمك سنسور هوا ( ATS) مي‌باشد .
مزاياي خودروي انژكتوري نسبت به خودري كاربراتوري:
1-كاهش ناگهاني قدرت در سر پيچهاي تند در خودروي كاربراتوري :
هر تغييري در جهت حركت خودرو باعث وارد آمدن نيروي گريز از مركز به آن مي‌شود و اين نيرو به تمام قسمتهاي خودرو وارد مي‌گردد كه از جمله اين قسمتها پياله سوخت است . پيچهاي تند تمايل دارن كه سوخت را در پياله سوخت در ديواره به سمت بالا بياورند . بنا بر اين با بالا برن شناور مانع دريافت سوخت بيشتر شده و افت قدرت ايجاد مي‌گردد . اين مشكل به دليل عدم وجود كاربراتور در خودروي انژكتوري ، وجود ندارد .
2-عدم توزيع يكنواخت سوخت در سيلندر ها :
پس از اختلاط سوخت و هوا در كاربراتور ، مخلوط حاصله به صورت موجي حركت مي‌كند كه باعث تغيير در سرعت جريان مي‌گردد و اين تغيير براي هريك از دهانه‌هاي ورودي هوا متفاوت مي‌باشد و اين تفاوت علت اصلي عدم توضيع سوخت يكنواخت در سيلندرها مي‌باشد و بعضي از سيلندرها با سوخت غني‌تر نسبت به ديگران پر مي‌شود ، بنا بر اين به جهت كامل پر شدن ديگر سيلندرها مجبوريم سوخت را مقداري غني‌تر در نظر بگيريم و اين موضوع يكي از علل افزايش مصرف سوخت و آلودگي هوا مي‌باشد .
3-پلاتين به كار رفته در سيستم جرقه زني معمولي داراي بعضي مشكلات مكانيكي بوده و عمر آن محدود مي‌باشد .
4-جريان عبوري از مدار اوليه كويل بايد به 4 آمپر محدود گردد در غير اين صورت پلاتين آسيب مي‌بيند يا لااقل عمر آن كاهش مي‌يابد .
5-عدم نياز به گرم كرده مانيفولد ورودي در هواي سرد در سيستم انژكتور : در سيستم انژكتوري موتور در هواي سرد به راحتي روشن مي‌شود ، چون ECU بر اساس دماي موتور مقدار پاشش سوخت را بيشتر مي‌كند و به تدريج با گرم شدن موتور زمان پاشش نيز كمتر مي‌گردد .
6-تعداد قطعات فرسايشي درسيستم انژكتور نسبت به سيستم كاربراتوري كمتر مي‌باشد .
-فقيرسازي مقدار سوخت در شتاب منفي خودرو:پس از مشخص افت ولتاژ سنسور موقعيت دريچه گاز (TPS) ، ECUدرميابد كه بايد ميزان سوخت را كاهش دهد بنا بر اين طول پالس ارسالي از TPS به ECU كاهش يافته تا مصرف سوخت كاهش يابد . هنگامي كه دريچه گاز كاملآ بسته است پاشش سوخت قطع مي‌شود .
8-قطع جريان سوخت جهت جلوگيري از افزايش دور معيني از موتور :
براي جلو گيري از صدمه ديدن موتور در نتيجه افزايش بيش از حد دور آن ، ECU انژكتورها را پس از گذشتن دور موتور از حد معين ، از كار مي‌اندازد . هر زمان كه دور موتور كاهش يافت و به زير مقدار آستانه‌اي رسيد دوباره انژكتورها پاشش سوخت را انجام مي‌دهند
9- در صورتي كه به هر دليل موتور خاموش شد ، پمپ بنزين قطع شده و احتمال آتش سوزي در تصادفات كاهش مي‌يابد .
10- سرويس و نگهداري سيستم انژكتوري از كاربراتوري راحت‌تر بوده و نياز به تنظيمات دلكو و دريچه گاز ندارد .
11- در نتيجه احتراق كامل و سيستم جرقه زني بادوام ، قدرت خروجي در پرايد انژكتوري در حدود 3 اسب بخار از نوع كاربراتوري بيشتر مي‌باشد .( افزايش راندمان حجمي )
12- در سيستم كاربراتور سوخت قطرات سوخت به دليل خلأ منيفولد به داخل كشيده شده و با هواي جريان بالا دست مخلوط مي‌شوند . احتمال زياد وجود دارد كه قطرات سوخت در ديواره مانيفولد به همان حالت باقي بمانند و تعادل مخلوط سوخت و هوا را به هم بزنند . اما در سيستم انژكتور سوخت تحت فشار هواي ورودي به داخل منيفولد مي‌رود و به دليل اينكه انژكتور نزديك سوپاپ گاز قرار دارد احتمال اينكه در ديواره منيفولد قطره ايجاد شود حيلي كم مي‌باشد و تمام سوخت به داخل سيلندر مي‌رود و اجازه مي‌دهد كه نسبت استوكيومتري هوا و سوخت دقيق كنترل شود .
سنسورها :
1- سنسور دماي هوا (ATS)
اين سنسور در مسير دستگاه هواي هواكش قرار گرفته است و اطلاعات مربوت به دماي هوا و مقدار هواي ورودي را به موتور را به واحد كنترل الكترونيكي ارسال مي‌دارد .
واحد كنترل اين اطلاعات را به جهت تنظيم مقدار پاشش سوخت در مانيفولد ورودي به كار مي‌برد . اين سنسور در واقع يك سنسور حرارتي مي‌باشد كه نوعي مقاومت است كه آن با دماي هواي ورودي تغيير مي‌كند بر اساس ولتاژ خروجي ، كامپيوتر موتور دماي هواي ورودي را تعين كرده و مطابق با آن ميزان سوخت تزريقي را تنظيم مي‌كند .
2- سنسور دماي آب (CTS)
اين سنسور بر روي سر سيلندر و بر روي منيفولد هوا قرار گرفته است .
اين سنسور اطلاعات مربوط به درجه حرارت آب خنك كننده را توسط يك مقاومت حساس در برابر حرارت به واحد كنترل موتور بر اساس ولتاژ خروجي سنسور مربوطه ، گرم شدن موتور را تشخيص داده و در نتيجه مخلوط مناسبي از هوا و بنزين را در هنگامي كه موتور سرد است فراهم مي‌كند .
3- سنسور فشار هواي منيفولد ( MAP)
اي سنسور توسط يك شيلنگ ميزان خلأ داخل منيفولد را حس كرده و اختلاف ولتاژ را به واحد ECUارسال مي‌دارد اين سنسور بر روي بدنه خودرو در كنار ECU و شير برقي EGR و كنيستر قرار دارد .
ECU توسط اين اطلاعات نيازمنديهاي سوخت دستگاه را تعين كرده و به انژكتورها دستور پاشش سوخت را ارسال مي‌دارد اين سنسور داراي ولتاژ 5 ولت مي‌باشد فشار مطلق برابر است با فشار بارمتريك منهاي خلايي كه توسط پيستونها ايجاد مي‌شود . به طور مثال اگر فشار بارومتريك در سطح دريا برابرHg 30 و خلا مانيفولد برابر Hg20 در اين صورت فشار مطلق برابر Hg 10 مي‌باشد . تمامي سنسورهاي MAP به اين طريق عمل مي‌كنند .
4- سنسور اكسيژن
اين سنسور مقدار اكسيژن گازهاي خروجي را كه در منيفولد دود مي‌باشند اندازه گرفته و ولتاژي مناسب با اكسيژن موجود در سيستم كه نشانه رقيق يا غني بودن مخلوط مي‌باشد به واحد ECUارسال مي‌كند ولتاز كم نشانه زياد بودن اكسيژن و ولتاژ زياد نشانه مك بودن اكسيژن است .كنترل سوخت در اين سيستم به روش حلقه بسته انجام مي‌گيرد بنا بر اين سنسور اكسيژنزماني فعال مي گردد كه دماي موتور به حد نرمال رسيده باشد . (300درجه سانتيگراد )
اين سنسور به سنسور تك سيم ( Unheated ) معروف است و تمامي اطلاعات از اين طريق به ECU منتقل مي‌گردد و اين واحد نيز تزريق سوخت را بر حسب نياز تغيير مي دهد .
اين سنسور در مسير جريان گازهاي خروجي نصب مي‌شود . با دانستن مقدار اكسيژن در گازهاي خروجي ECUمقدار مخلوط سوخت و هوا را محاسبه خواهد كرد واحد ECU از سيگنالهاي ارسال شده از سنسور O2 استفاده مي‌كند ( به عنوان يكي از پارامترهايي كه زمان پاشش را محاسبه مي‌كند .
روش استفاده از حلقه بسته به اين جهت به كار مي رود تا موتور را تا حد امكان در يك نسبت استوكيومتريك (سوخت / هوا 1 :7/14 ) نگه دارد .
( در موقعيتهايي كه بار كمتري به موتور وارد مي‌شود ) .
5- سنسور وضعيت دريچه گاز (TPS ) اين سنسور از يك مقاومت متغير دوراني تشكيل شده است و با گردش محور دريچه گاز مقدار مقاومت تغيير كرده و باعث تغيير در ولتاژ خروجي سنسور موقعيت دريچه گاز مي‌گردد . اين تغيير ولتاژ بهECUارسال شده ، تا از ميزان باز و