تحقیق تاریخچه سوخت پاش الکترونیکی

در اواخر 1950 شرکت کرایسلر تعدادی خودروی انژکتوری با سیستم الکترونیکی تولیدکرد و این طرح را « بندیکس الکتروژکتور » نامید . طرح کرایسلرگسترش زیادی نیافت تا ایتکه اختراعات تازهای در صنعت الکترونیک رخداد و ترانزیستورها و دیودها ، تحولی در مدارهای الکترونیک ایجاد کردند.

در 1968 شرکت فولکس واگن نمونه جالبی از این سیستم را که توسط شرکت بوش ساخته شده بود روی موتورهای خودنصب کرد .

از دهه 70 میلادی به این سو ، کارخانه های خودرو سازی شروع کردند به جایگزینی سیستم سوخت پاش انژکتوری به جای کاربراتوری . دلیل این کار تقاضای خریداران در جوامع گوناگون بود .خریدار خواستار توان بالا مصرف کمتر سوخت گشتاور بهتر ( در دورهای کم و درترافیک ) و کارکرد بی صداتر و نرم تر موتور است وجوامع با توجه به مسئله محیط زیست و آلودگی هوا خواستار خروج گازهایی با آلیندگی کمتر از اگزوز خودروها بودند . سیستمهای سوخت رسانی انژکتوری تقریباً تمامی این نیازها رابرآورده می سازد . بر اساس اختلاف در روش تعیین مقدار سوخت تزریقی، سیستم EFI به دو گروه عمده تقسیم می شود : در نوع اول که از مدارهای آنالوگ استفاده می کند ، حجم پاشش سوخت بر اساس شارژ و دشارژ خازن تعیین می شود . در نوع دوم که از ریز رایان استفاده می کنند میزان تزریق با توجه به اطلاعات ذخیره شده تعیین می شود . اساس هر دو مدار یکی است و تنها چند تفاوت در برخی موارد ( دقت و دامنه های کنترل ) بین آنها وجود دارد .

EFI چیست ؟

خودروها در دورهای مختلف یکی از دو سیستم زیر را برای تامین مخلوط مناسب هوا – سوخت برای سیلندر ها استفاده می کنند :

کاربراتور

سیستم سوخت پاش الکترونیکی ( EFI )

در هر دو سیستم ، حجم هوای ورودی که با توجه به زاویه دریچه گاز و دور موتور تغییر می کند اندازه گیری شده و هر دو سیستم نسبت صحیحی از سوخت – هوا رابرای سیلندر تهیه می کنند . در گذشته کابراتور به دلایل سادگی ساختار خود به طور گسترده در موتورهای بنزینی مورد استفاده قرار می گرفت . امروزه باتوجه به خواسته هایی نظیردوداگزوزتمیزتر ، مصرف سوخت کمتر و ... کاربراتور ها باید به تجهیزات  دیگری مجهز شوند که در نتیجه سیستم ساده قبلی تا حدودی پیچیده خواهد شد . به همین علت به جای کاربراتور از سیستم سوخت پاش الکترونیکی ( EFI ) استفاده شد که در حالات مختلف رانندگی ، نسبت صحیح هوا – سوخت را از طریق تزیق الکترونیکی سوخت کنترل می کند . امروزه سیستمهای انژکتوری دارای کنترل الکترونیکی بسیار توسعه یافته اند مدل های مختلف سیستم انژکتوری عبارتند از :

SPI(SINGLE POINT INJECTION)    :

 در این سیستم سوخت توسط یک یا 2 انژکتور در محفظه دریچه گار             ( throttle body ) پوشیده می شود .

MPI( Multi point injection )  :

در این سیستم برای هر سیلندر یک انژکتور به کار می رود .

GDI( Gasoline direct injection )  :

در این سیستم سوخت مستقیماً به داخل محفظه احتراق تزریق می شود .

مقایسه سوخت پاش الکترونیکی و کاربراتور

کاربراتور و سوخت پاش الکترونیکی دو وظیفه عمده دارند :

مخلوط کردن سوخت و هوا با نسبتی معین

ارسال مخلوط سوخت – هوا با اندازه گیری دقیق بر حسب شرایط کارکرد موتور

گرچه نتیجه نهایی کارکرد کاربراتور و سوخت پاش الکترونیکی یکی است ولی روشی که در هر یک برای اندازه گیری میزان هوای ورودی و تامین سوخت استفاده می شود متفاوت است .

تامین مخلوط سوخت – هوا

کاربراتور : دور آرام حجم هوای ورودی مطابق باتغییرات فشار در خلاء نزدیک یک دریچه گاز اندازه گیری می شود و میزان کمی سوخت به سمت سیلندرها کشیده می شود . در عملکرد عادی حجم هوای ورودی توسط « خلا و نتوری » اندازه گیری شده و مقدار مناسبی سوخت به « نازل اصلی و نتوری » کشیده می شود .

انژکتور :

مکانیزم اندازه گیری حجم هوای ورودی در سیستم EFI با مکانیزم کاربراتوری تفاوت دارد . حجم هوای ورودی توسط « حسگر هوای ورودی » اندازه گیری شده و سیگنال مناسبی را به « واحد کنترل الکترونیکی » ( ECU) ارسال می کند . ECU با توجه به سیگنال حجم هوای ورودی و سیگنال دور موتور سیگنالی خاص به انژکتور ها می فرستد تا مقدار صحیحی از سوخت        ( سوخت پر فشار توسط پمپ بنزین ) را به ورودی هر سیلندر تزریق کنند .

شرایط رانندگی و نسبت سوخت – هوا

زمان استارت

به هنگام استارت ، برای بهتر روشن شدن موتور به ویژه در دمای پایین سوخت غنی تری نیاز است زیرا هوادر دمای پایین غلیظ تر بوده و سوخت براحتی تبخیر نمی شود .

کاربراتور : وقتی هوا سرد است دریچه ساسات کاملاً بسته نمی شود تا به تهیه مخلوط غنی کمک کند پس از روشن شدن موتور دریچه ساسات کم کم بازمی شود تا از ایجاد مخلوط بسیار غنی جلوگیری شود .

انژکتور : باروشن شدن موتور گردش موتورتوسط سیگنال ارسالی از استاتر حس شده و مخلوط غنی تری تامین می شود . همچنین یک انژکتور اضافی به نام« انژکتور استارت سرد » ( در بعضی مدل ها ) در زمانی که دما پایین است عمل می کند و حجم سوخت تزیقی را افزایش می دهد . این انژکتور برای بهتر روشن شدن موتور طراحی شده است .

کارکرد موتور در هوای سرد

تبخیر سوخت در موتور سرد بسیار ضعیف است لذا به هنگام استارت باید مخلوط سوخت – هوا غنی تر شود .

کاربراتور : در موتورهای کاربراتوری ساسات می بایستی مخلوط سوخت – هوای غنی تری را تهیه کند . وقتی هوا سرد است ساسات به صورت دستی یا خودکار عمل کرده و دریچه ورود هوا را می بندد تا مخلوط سوخت – هوا غنی تر شود . در سیستم دستی ، راننده پس از گرم شدن موتور می بایستی دریچه ساسات را باز کند . در سیستم خودکار دریچه ساسات توسط یک ترموستات به حالت عادی بر می گردد .

انژکتور : دمای آب توسط حسگر دمای آب اندازه گیری می شود . این حسگر ترمیستوری است ( نوعی نیمه هادی ) که مقاومتش با تغییرات دمای آب تغییر می کند . دمای مایع خنک کننده به سیگنالی الکتریکی تبدیل شده و به ECU ارسال می شود . ECU مخلوط سوخت – هوا رامتناسب با این سیگنال غنی می کند .