انژکتور خودرو یکی از اجزای مهم سیستم سوخت رسانی در موتورهای بنزینی است. این موتورها برای فعالیت خود به سه عامل اصلی سوخت، هوا و الکتریسیته نیاز دارند. این عوامل لازمه ایجاد جرقه، احتراق و در نهایت تولید نیرو برای حرکت خودرو هستند. حال هر چه کیفیت انفجار درون سیلندرها بهتر باشد، قدرت و شتاب موتور نیز بیشتر خواهد بود. در این میان انژکتور به عنوان قطعه تنظیم‌کننده مقدار پاشش سوخت درون سیلندر، نقش مهمی ایفا می‌کند.
در این مقاله از رادار قصد داریم به معرفی دقیق انژکتور و کاربرد آن در خودرو بپردازیم. در نهایت نیز علل و نشانه‌های خرابی این قطعه را بررسی نموده و راهکارهایی برای حل مشکل بیان می‌کنیم.
انژکتور و کاربرد آن در خودرو
موتورهای احتراق داخلی در دو نوع پاششی و تزریق مستقیم تولی می‌شوند. انژکتور قطعه‌ای الکتریکی-مکانیکی است که در موتورهای پاششی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این قطعه وظیفه پاشش مخلوط سوخت و هوای متراکم شده به درون سیلندر را بر عهده دارد. سپس به کمک جرقه شمع‌ها این مخلوط درون سیلندر منفجر شده و انرژی لازم برای حرکت خودرو را تامین می‌کند.
انژکتور یکی از قطعات مهم در سیستم سوخت‌رسانی خودروهای احتراق داخلی است. این سیستم در کنار تنظیم دقیق مقدار و فشار پاشش سوخت درون سیلندر، به کاهش مصرف سوخت، استارت خوردن بهتر در هوای سرد، کاهش میزان آلایندگی و بالا رفتن راندمان موتور کمک می‌کند. خراب شدن این قطعه می‌تواند موجب احتراق ناقص درون موتور شده و مشکلات ریپ زدن را در پی خواهد داشت.
تاریخچه پیدایش سیستم انژکتور
در گذشته خودروهای احتراق داخلی از کاربراتور استفاده می‌کردند. اما با گذشت زمان سیستم انژکتور در جهت رفع ایرادات کاربراتور روی کار آمد. این اتفاق اواخر دهه 1950 و اوایل دهه 1960 در کارخانه شورلت و پونتیاک با عنوان اولین طرح سوخت‌رسانی انژکتوری مکانیکی رخ داد.
در همان اواخر دهه 1950، شرکت کرایسلر نیز تعدادی خودروی انژکتوری با سیستم الکترونیکی تولید کرد. کرایسلر، نام این طرح را بندیکس الکتروژکتور انتخاب نمود.
رفته رفته با ظهور ترانزیستور و دیود در صنعت الکترونیک شاهد پیشرفت‌های بیشتری در سیستم‌های انژکتوری بودیم. طوری که در سال 1968 میلادی شرکت فولکس واگن نمونه‌ای از طرح شرکت بوش را بر روی موتورهای خود به کار گرفت. این طرح شامل سیستم انژکتوری‌ای بود که از فناوری‌های نوین بهره می‌برد.
آیا تمامی موتورها انژکتور دارند؟
امروزه تمامی موتورهای مورد استفاده در خودروها اعم از موتورهای بنزینی، دیزلی و … مجهز به سیستم injector هستند. اما مدل و نوع انزکتور به کار رفته در آن‌ها با یک‌دیگر دارای تفاوت‌هایی است. البته موتورهای برقی و اتمی فاقد سیستم انژکتوری بوده و برای تامین انرژی از روش‌های دیگری استفاده می‌کنند.
کاربرد انژکتور در موتور هواپیما و جت‌های جنگنده
موتورهای به کار رفته در هواپیما یا جت‌های جنگنده معمولا از نوع موتورهای احتراق خارجی هستند. جالب است بدانید این موتورها نیز از سیستم انژکتوری استفاده می‌کنند. در این موتورها، هوای به شدت سرد پس از وارد شدن به موتور توسط کمپرسورهای پره‌ای بسیار تیز و لبه دار، به هوای به شدت داغ و گرم تبدیل می‌شوند. در این زمان injector اقدام به پاشش سوخت در ناحیه هوای داغ نموده و موجب اشتعال آن می‌شود. سپس پره‌های کمپرسور به شدت شروع به چرخش خواهند نمود. این فرآیند تا زمان خاموش شدن موتور توسط خلبان ادامه خواهد یافت.
تفاوت انژکتور با کاربراتور چیست؟
مهم‌ترین تفاوت انژکتور با کاربراتور در مقدار مصرف سوخت و راندمان موتور است. این سیستم‌ها به واسطه پاشش سوخت درون سیلندر، کیفیت مخلوط سوخت و هوای بهتری دارند. در نتیجه میزان مصرف سوخت و آلایندگی موتور نسبت به مدل‌های کاربراتوری کمتر خواهد بود. زیرا در یک موتور کاربراتوری در اثر اختلاط نادرست سوخت و هوا، ذرات مختلف سوخته درون محفظه احتراق باقی می‌مانند. به همین دلیل احتراق ناقصی در موتور رخ داده و عملکرد آن دچار افت خواهد شد.
دیگر تفاوت میان انژکتور و کاربراتور، در کنترل کیفیت و زمان‌بندی تزریق سوخت به درون سیلندرهاست. در موتورهای کاربراتوری، تنظیمات به صورت مکانیکی انجام شده و معمولا با خطا همراه است. اما در یک سیستم انژکتوری، تمام فعالیت‌های تحت نظر ایسیو بوده و به صورت الکترونیکی و هوشمند مدیریت می‌شوند.
دلایل اهمیت انژکتور در خودرو
تا اینجا صحبت از حیاتی و مهم بودن انژکتور در خودرو را داشتیم. اما سوال اینجاست که چرا این قطعه این‌قدر مهم است؟
در ادامه برخی از دلایل اهمیت انژکتور در ماشین را بیان می‌کنیم:
- تنظیم میزان پاشش سوزن‌ها، مدت زمان و فشار آن توسط ECU انجام می‌شود. ایسیو با دریافت اطلاعات از سنسورهای خودرو، تصمیمات لازم در حوزه عملکرد انژکتور را اتخاذ می‌کند.
- زاویه پاشش سوخت و موقعیت قرارگیری سوزن پاشش سوخت در خودرو نیز تاثیر زیادی بر فرآیند اختلاط سوخت هوا و در نهایت احتراق دارد.
- اگر مشکلی در هر یک از اجزای سیستم پاشش سوخت هنگام ساخت یا مونتاژ ایجاد شود، عملکرد موتور به طور قابل توجهی دچار افت می‌شود.
معرفی اجزای انژکتور
انژکتور قطعه‌ای شبیه به یک سرنگ الکتریکی است که عمل تزریق و پاشش سوخت به درون سیلندر را کنترل می‌کند. این قطعه وظیفه خود را با استفاده از جریان الکتریکی انجام می‌دهد. به طوری که سوخت را با فشار حدود 3 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع درون سیلندر (یا منیفولد هوا) می‌پاشد. به این ترتیب سوخت با فشاری سه برابر فشار هوای جو جهت احتراق آماده می‌شود.
انژکتور برای انجام وظایف خود و اجرا فرآیند ذکر شده، مجموعه‌ای از قطعات را در اختیار دارد که عبارتند از:
- ورودی سوخت یا اورینگ
- فیلتر سوخت
- بدنه
- فنر برگشت دهنده یا سلونوئید
- سوزن پاشش سوخت
- خروجی سوخت
- درپوش محافظ
سوزن انژکتور چیست؟
سوزن انژکتور یکی از قطعات سیستم پاشش سوخت در موتور است. این قطعه سوخت را به صورت کاملا پودری درون محفظه احتراق اسپری می‌کند. این پاشش در زمان مکش هوا بر روی سوپاپ‌ها انجام می‌شود. در این فرآیند هر چه ذرات بنزین پاشیده شده ریزتر باشند، ترکیب بهتری با هوا خواهند داشت. در نتیجه احتراق کامل‌تری صورت خواهد گرفت. بنابراین سوزن باید بتواند فرآیند مورد نظر را به بهترین حالت اجرا کند.
محل قرارگرفتن انژکتور در خودرو
در اغلب خودروهای احتراق داخلی، معمولا به ازای هر سیلندر یک یا دو انژکتور استفاده می‌شود. این انژکتورها در ورودی سیلندر و قبل از سوپاپ هوا قرار می‌گیرند. این محل بهترین مکان برای پاشش سوخت به درون محفظه احتراق است. البته در برخی مدل‌ها نیز ممکن است سیستم پاشش سوخت را درون محفظه احتراق مشاهده کنیم.
نحوه عملکرد انژکتور در خودرو چگونه است؟
عملکرد انژکتور در موتور به عوامل مختلفی نظیر دریچه گاز، میزان هوای ورودی به منیفولد، فشار پمپ بنزین و تشخیص ایسیو دارد. برای آشنایی با فرآیند پاشش سوخت درون سیلندر و نقش انژکتور در این فرآیند ادامه مطلب را مطالعه نمایید:
- ابتدا سوخت توسط پمپ بنزین با فشاری ثابت و مشخص وارد فیلتر ورودی انژکتور می‌شود. این فیلتر در بخش فوقانی سیستم قرار دارد. سپس بر اثر فشار سوخت، ورودی سوزن به سمت بالا حرکت می‌کند.
- در این زمان، هوای لازم برای مخلوط سوخت و هوا، از طریق ورودی منیفولد گاز، وارد محفظه کنترل جرم هوای ورودی می‌شود.
- دریچه گاز متحرک که در مسیر هوای ورودی و درون محفظه کنترل قرار دارد، بسته به مقدار جرم هوا، باز شده و یا بسته باقی می‌ماند. به عبارتی زاویه باز شدن این دریچه در ارتباط مستقیم مقدار هوای ورودی است. البته حجم و جرم هوای ورودی نیز در گرو مقدار فشرده شدن پدال گاز است.
- حال سنسور دریچه گاز شرایط را سنجیده و اطلاعات لازم را به صورت سیگنال در اختیار ECU قرار می‌دهد.
- ایسیو نیز اطلاعات دریافتی از سنسور دریچه گاز، سنسور اکسیژن و … را بررسی می‌کند. سپس زمان باز بودن سوپاپ injector را تعیین نموده و دستورات لازم را برای آن ارسال می‌کند.
- به این ترتیب درصد مخلوط شدن سوخت و هوا (غلظت آن) بر اساس نیاز موتور تنظیم شده و درون سیلندر تزریق می‌گردد.
- حجم سوخت تزریق شدن به درون سیلندر نیز به مدت زمان باز بودن سوپاپ انژکتور بستگی دارد. این زمان که پهنای تپش نامیده می‌شود، توسط ECU تعیین می‌شود.
انواع سیستم‌های پاشش سوخت انژکتوری
سیستم‌های پاشش سوخت انژکتوری که امروزه در صنعت خودروسازی به کار می‌رود، مدل‌های مختلفی دارند. در ادامه این سیستم‌ها بر اساس نوع ساختار را با هم بررسی می‌کنیم:
1- سیستم انژکتوری مکانیکی
سیستم انژکتوری مکانیکی، سوخت را به صورت مستمر و مداوم درون سیلندر تزریق می‌کند. در این سیستم نمی‌توان مقدار و مدت زمان پاشش را تنظیم نمود.
2- سیستم انژکتوری الکترونیکی
سیستم انژکتوری الکترونیکی مجهز به اجزای الکترومغناطیسی است. در این سیستم نیز فرآیند پاشش سوخت به صورت مداوم اجرا می‌شود.
3- سیستم انژکتوری الکترومکانیکی
سیستم انژکتوری الکترومکانیکی دارای سنسورها و کنترلرهای متعددی است. این سنسورها و کنترلرها موجب عملکرد بهتر و دقیق‌تر سیستم خواهند شد. زیرا به کمک اطلاعات دریافتی از آن‌ها می‌توان تصمیمات بهتری اتخاذ نمود.
همچنین انژکتورها با توجه به نوع پاشش سوخت نیز در سه دسته تقسیم می‌شوند، که عبارتند از:
4- سیستم انژکتوری یک نقطه‌ای
سیستم انژکتوری یک نقطه‌ای، از یک injector الکترومغناطیسی تشکیل شده که در بالای دریچه گاز قرار دارد. این قطعه به تنهایی هر چهار سیلندر موتور را تغذیه می‌کند. کیفیت انتقال سوخت در این مدل، مشابه خودروهای کاربراتوری است. اما وجود ایسیو به عنوان واحد کنترل الکتریکی، اندکی شرایط را بهبود می‌بخشد.
5- سیستم انژکتوری چند نقطه‌ای
در سیستم انژکتوری چند نقطه‌ای، به ازای هر سیلندر یک injector وجود دارد. این انژکتورها روی ریل سوخت قرار گرفته و سوخت مورد نیاز موتور را مستقیما به پشت سوپاپ‌ها تزریق می‌کنند. در نتیجه سوخت با شرایط مطلوب‌تری وارد سیلندر شده و احتراق بهتری ایجاد خواهد شد.
6- سیستم‌های پاشش مستقیم سوخت
سیستم‌های پاشش مستقیم سوخت با هدف به حداقل رساندن تغییرات در شرایط سوخت، پیش از ورود به سیلندر طراحی شده‌اند. از این رو انژکتورها، سوخت مورد نیاز را بدون هیچ واسطه‌ای و کاملا مستقیم به درون محفظه احتراق تزریق می‌کنند.
استفاده از سیستم انژکتور چه مزایایی دارد؟
از جمله مزیت‌های استفاده از سیستم انژکتور در خودروها می‌توان موارد زیر را نام برد:
- جلوگیری از ناقص سوختن سوخت
- کاهش مصرف سوخت
- افزایش طول عمر موتور
- بهبود راندمان خودرو
- کاهش آلایندگی خودرو
- تاثیر نگرفتن عملکرد موتور در شرایط جوی مختلف
علل خراب شدن انژکتور خودرو
اگر بخواهیم علل خراب شدن انژکتور خودرو را بیان کنیم، اولین مورد لیست به کثیفی و گرفتگی سوزن سیستم مربوط می‌شود. زیرا هنگامی که آلودگی وارد سوزن شود، سوخت قادر به عبور از آن نبوده و مسیر بسته خواهد شد. در پی از این اتفاق، احتراق درون سیلندرها رخ نداده و موتور با مشکل روبه‌رو می‌شود.
گرفتگی سیستم پاشش سوخت معمولا در اثر کیفیت نامناسب سوخت و وجود ذرات ناخالصی در آن بروز پیدا می‌کند. زیرا این قطعه به عنوان یکی از اجزای سیستم سوخت‌رسانی، در حین فعالیت موتور، دمای کاری بالایی را تجربه می‌کند. اما هنگام خاموش شدن ماشین، دمای آن کاهش یافته و سرد خواهد شد. از سوی دیگر با خاموش شدن موتور، مقداری سوخت در ریل و سوزن‌ها باقی می‌ماند. ذرات ناخالصی این سوخت به مرور زمان تبدیل به رسوب در injector خواهد شد.
گرفتگی سیستم پاشش سوخت منجر به تغییراتی در ابعاد داخلی سوزن و زاویه پاشش آن خواهد شد. در نتیجه عملکرد موتور نیز تحت تاثیر قرار گرفته و ممکن است قطعات آن آسیب ببینند.
علائم خرابی انژکتور ماشین
خرابی انژکتور ماشین با علائم و نشانه‌هایی همراه است، که توجه به آن‌ها می‌تواند از بروز مشکلات بزرگ‌تر جلوگیری کند. برخی از این علائم را در ادامه بیان می‌کنیم:
- ایجاد لرزش، ضربه و صدا از سوی موتور
- عدم عملکرد صحیح موتور در زمان افزایش دور موتور و کاهش شتاب
- کاهش محسوس قدرت در زمان فشردن پدال گاز
- لرزش و خاموش شدن موتور در زمان درجا کار کردن و دورهای آرام
- احتراق ناقص و نامنظم در سیلندرها و افزایش مصرف سوخت
- تاخیر موتور هنگام دور گرفتن
- افزایش میزان آلایندگی به خصوص میزان CO و O2 خودرو
- بد استارت خوردن ماشین
- بروز مشکل در عملکرد سنسور اکسیژن و کاهش عمر آن
- ایجاد مشکل در عملکرد کاتالیزور ماشین و کاهش عمر آن
نحوه تعمیر انژکتور خودرو
تا اینجا آموختیم انژکتور یکی از قطعات حیاتی و مهم در سیستم سوخت‌رسانی خودرو است. اگر این قطعه دچار مشکل شود، عملکرد موتور به طور محسوسی کاهش یافته و حتی ممکن است از کار بیفتد. بنابراین هنگام مواجه با علائم نشان‌دهنده خرابی این سیستم باید به فکر راه چاره بود. قطعا تعویض انژکتورها نمی‌تواند راه چاره کارآمدی باشد. زیرا این قطعه گران‌قیمت بوده و برای تعویض آن متحمل هزینه گزافی خواهید شد.
برای تعمیر injector خودرو، پیشنهاد ما استفاده از دستگاه انژکتورشور است. این دستگاه عملکرد سوزن‌ها را مورد بررسی قرار داده و رسوبات و ناخالصی‌های موجود در آن را از بین می‌برد. این عمل به کمک ماده اسیدی و شوینده‌ای بسیار قوی انجام می‌شود. مواد فوق از منافذ سوزن عبور کرده و تمام مجاری آن را از رسوبات تمیز می‌کند. در اثر رسوب‌زدایی سیستم پاشش سوخت، مشکل آن برطرف شده و در واقع تعمیر خواهد شد.
سخن پایانی
در این مقاله با سیستم‌های injector و دلایل اهمیت آن در خودرو آشنا شدیم. در نهایت نیز عوامل موثر در خراب شدن انژکتورها و نشانه‌های آن را شناختیم. به طور کلی می‌توان گفت این قطعه وظیفه بسیار مهمی را در سیستم سوخت‌رسانی خودرو به عهده دارد. اگر این قطعه دچار مشکل شود، عملکرد موتور به طور محسوسی تحت تاثیر قرار خواهد گرفت. بنابراین باید در مراقبت از آن تمام دقت و توجه خود را به کار گرفت.
آیا تابحال با نشانه‌های خرابی انژکتور روبه‌رو شده‌اید؟ چطور مشکل را برطرف نمودید؟