آنچه قصد داریم در موردش صحبت کینم، ساختار داخلی انژکتورها است به این دلیل که بار مهم تزریق سوخت در سیستم‌های انژکتوری بر دوش همین قطعه تقریبا کوچک بسیار اهمیت دارد و بعضی اوقات گران قیمت است. انژکتورها تحت عنوان قسمتی از سیستم سوخت رسانی، وظیفه پاشش سوخت به داخل موتور را بر عهده دارد و از این لحاظ می‌توان آن‌ها را به سرباز‌های خط مقدم تشبیه کرد.
مبنای فعالیت سیستم‌های سوخت رسان انژکتوری (Fuel Injection System)، همان گونه که از اسم آن پیدا است بر دوش انژکتورها است. در حقیقت این انژکتورها می باشند که در دست گرفتن میزان و زمان پاشش سوخت را بر عهده دارند و با فرامینی که از ECU ماشین در‌یافت می نمایند در اختیار گرفتن پاشش سوخت را انجام می دهند.
چرا از واژه و کلمه «کنترل» استفاده می‌کنیم؟
به یک علت کاملاً معمولی، زیرا انژکتورها با وجود اهمیتی که در چرخه سوخت رسانی اتومبیل دارا هستند و بر‌خلاف اعتقاد همگانی به تنهایی هیچ توان خاصی در موضوع پاشش سوخت ندارند. به نظر میرسد می خواهیم نقش انژکتورها را کم رنگ کنیم. ممکن است نیز این گونه باشد زیرا از یک نگاه معمولی، انژکتور در حقیقت عمل خاصی انجام نمی‌دهد بلکه صرفا یک استوانه کوچک است که یک سر آن سوراخ ریزی قرار گرفته و سوخت از این شکاف ریز با فشار به باطن مانیفولد هوا تزریق میشود، ولی همین وظیفه در ظاهر بی آلایش نیاز به سیستمی ظریف است که بهتر است پیش از پرداختن به ساختار انژکتور آن را بررسی کنیم.
از باک تا انژکتور
عمل سیستم‌های انژکتوری بر فشار بالای سوخت در طول ورود به داخل سیلندر است و این اصطلاح پاشش سوخت هم از همین جا میاید در حالی که درخصوص کاربراتور در حقیقت این جریان هوای محل ورود به موتور بود که بنزین را با خود همراه میکرد و عملاً بنزین داخل سیلندر «ریخته» می شد به جای آنکه پاشیده شود. ولی پاشش سوخت نیازمند ارتقاء فشار است و پمپ بنزین خودرو وظیفه این ارتقاء فشار را در سیستم بر عهده دارد. این پمپ بنزین از نوع برقی است و می تواند فشار اضطراری را آماده نماید و این فشار بنزین را از باک به موتور میرساند. در موتور این بنزین وارد ریل سوخت میگردد و ریل سوخت به صورت معمولی لوله‌ای است که بنزین از یک سوی آن وارداتی و کمی از بنزین از سمت دیگر آن بیرون میگردد و جز سوخت هم بر حسب نیاز موتور برای احتراق مورد مصرف قرار می گیرد.
اکنون سوخت به موتور ماشین رسیده البته هنوز تا رسیدن به درون سیلندر‌ها و در حالت ایجاد نیرو یک قدم دیگر ما‌نده است. بر روی ریل سوخت به تعداد سیلندر‌های اتومبیل انژکتور‌هایی نصب شده است (اما مدلهای تک انژکتوری در دهه سال 90 برای مدتی کوتاه متداول شد که نمونه‌هایی از آن را می‌توان در مدلهای قدیمی‌تر دوو مشاهده کرد). این انژکتورها از یک سو به ریل سوخت ماشین متصل‌اند و از سمت دیگر به بالای سیلندر و داخل مانیفولد هوا (اما محل این انژکتورها در موتور‌های تزریق بدون واسطه سوخت متعدد است) اکنون سوخت توانسته باک خود را به درون موتور برساند ولی انژکتورها نمی‌توانند سوای در دست گرفتن سوخت را وارد سیلندر خودرو نمایند چرا که در غیر این صورت عملاً به صورت پیوسته سوخت در حال حاضر پاشیده شدن به درون سیلندر است در حالی که فقط در لحظه‌ای مختص و اما به میزانی یگانه سوخت می بایست به موتور تزریق شود.
این که چه طوری انژکتور قادر است میزان و زمان پاشش سوخت را به دست بگیرد را در پی بررسی خواهیم کرد ولی در این مورد انژکتور کاملا تابع دستوراتی است که از جانب ECU ماشین در‌یافت مینماید. ECU با بررسی داده های به دست آمده از سنسور‌های متمایز از جمله سنسور شرایط دریچه گاز، سنسور موقعیت میل سوپاپ، سنسور دمای موتور و سنسور اکسیژن و . . . زمان و مقطع گشوده شدن انژکتور را انتخاب کرده و از روش سیستم‌های برق به انژکتور میرساند. بنابر این انژکتور براساس دستوری که ECU به آن میدهد در طول مطلوب و به زمان مشخص و معلوم گشوده شده و سوخت لبریز فشار را به داخل مانیفولد تزریق مینماید و این سوخت به همراه هوا در سطح مکش وارد سیلندر میگردد.
ساختار انژکتور
همان گونه که گفتیم انژکتور در حقیقت یک استوانه کوچک است که از یک سو به ریل سوخت متصل است و از سوی دیگر به داخل مانیفولد.
به دلیل اتصال به ریل سوخت، همواره بنزین را با فشار بالا داخل انژکتور موجود است اما در موقعیت معمولی انژکتور بسته است و این بنزین داخل انژکتور باقی میماند و صرفا در صوت گشوده شدن انژکتور است که بنزین میتواند وارد سیلندر شود.
ساختار انژکتور به صورت تمام مشخص و معلوم است. داخل بدنه انژکتور مسیر باریکی برای عبور سوخت موجود هست که در آخر به ترک مضاعف ریز انتهای انژکتور می رسد. در مسیر این لوله یک قطعه کوچک فلزی مغناطیسی به صورت استوانه ای موجود است که یک سوزن ریز به انتهای آن متصل است که نقش سوپاپ انژکتور را بازی مینماید. این سوزن در وضعیت معمولی ترک سرانژکتور را می‌بندد و بنابراین بازدارنده از خروج سوخت لبریز فشار از انژکتور می شود و سوخت پشت این سوزن کوچک با فشار بالا متوقف میماند. بدین ترتیب بخش مرتبط با بسته بودن انژکتور حل شد‌است، البته اکنون زمان آن است که دستور از ECU برای گشوده شدن انژکتور ارسال شود. برای این خواسته یک سیم پیچ دور بدنه انژکتور نصب شده است. سیم پیچ‌ها به طور کلی با ورود جریان برق بی واسطه مغناطیسی شده و نظیر یک آهنربا فعالیت مینمایند و بدین ترتیب میتوانند قطعات آهنی را به سوی خود جذب نمایند. این دقیقاً کاری است که در سیستم‌های درب باز‌کن برقی نیز انجام می شود ولی در انژکتورها تمام این اتفاقات در ابعاد کوچک تری ظاهر می شوند.
وقتی که نیاز به گشوده شدن انژکتورها باشد فرمان الکتریکی از جانب ECU ارسال میشود و این فرمان الکتریکی سبب ساز آهنربایی شدن سیم پیچ شده و این آهنربا پیستون و در‌پی آن سوزن انژکتور را در راستای بالا میکشد. براین اساس سوزن انژکتور از شکاف انژکتور به دور شده و مسیر ترک خروجی انژکتور گشوده می شود و سوخت می تواند با فشار از این سوراخ جریان پیدا نماید. حالا انژکتوری داریم که گشوده شده و سوخت از آن جریان پیدا می کند. فرآیند جریان یافتن سوخت از داخل انژکتور معمولا در‌حد چندین میلی ثانیه است و بایستی این مسیر تخت گاز بسته شود.
برای مسدود شدن مسیر ECU ارسال جریان الکتریکی را جدا می نماید ولی انقطاع جریان برق به تنهایی نمی‌تواند خیلی سریع انژکتور را ببندد. برای این خواسته به تیم سوپاپ یا این که سوزن انژکتور یک فنر متصل می شود که وظیفه دارد این مجموعه را به درون بکشد تا در موقعیت معمولی انژکتور بسته باشد. این فنر آنقدر توان دارد که بتواند انژکتور را پرسرعت ببندد و در عین حال اکنون آنقدر قادر نیست که علیه نیروی مغناطیسی از سیم پیچ پایداری نماید و اجازه می دهد انژکتور در طول حتمی گشوده شود. براین اساس انژکتور می تواند در کسری از ثانیه گشوده شده و به سوخت لبریز فشار اجازه خروج بدهد و با گاز نیز بسته شود تا از خروج بی دلیل سوخت پرهیز نماید.
عملکرد پمپ بنزین خودرو
تا قبل از این گفتیم پمپ بنزین وظیفه تامین فشار سوخت اضطراری برای پاشش به تیم موتور را بر عهده دارد. این فشار سوخت ثابت است و سیستم مدیرموتور ماشین متناسب با نیاز موتور، زمان گشوده بودن انژکتورها را تغییر تحول می دهد تا از این شیوه میزان بنزین تزریق شده به موتور تغییر و تحول نماید. در دورهای موتور پایین در صورتیکه فشار کاری متعددی بر روی موتور نیست ، انژکتورها در هنگامی مضاعف کوتاه گشوده و بسته شده و بنابراین اندازه زیادی از سوخت به درون سیلندر پاشیده می گردد. بنابراین قسمتی از سوختی که از جانب پمپ به ریل سوخت فرستاده شده است مصرف نشده باقی می ماند و در حالتی که راهی به خارج پیدا نکند موجب متوقف شدن پروسه کاری سیستم می شود به دلیل آنکه پمپ دیگر نمی‌تواند جریان بنزین را ساخت نماید. برای این بنزین مصرف نشده از انتهای ریل سوخت و از روش شیلنگی غیروابسته بار دیگر به باک باز‌می‌گردد تا جریان سوخت برقرار شود. بد نیست بدانید یکی از شیوه های کشیدن بنزین از خودرو‌های نو نیز همین لوله بازگشت سوخت است. باک بنزین اکثری از خودرو‌ها دارای یک توری اول است تا از ورود اجسام بزرگ به باک پرهیز نماید و براین اساس نمی توان از باک آن ها با روش‌های دیرین سوخت را در مواقع مختص خارج کشید. برای این کافی است لوله بازگشت و برگشت سوخت به باک را بیابید و آن را از موتور جدا نمایید. در‌این لحظه با روشن شدن موتور، سوخت برگشتی از این باک جریان پیدا می‌کند و میتوانید آن را از طریق ریختن در یک ظرف مورد استفاده قرار دهید. البته در نظر داشته باشید این روش به دلیل احتمال ریختن بنزین بر روی بخش‌های داغ موتور خطرات خاص خود را دارد و تنها در مواقع خاص باید از آن استفاده کرد زیرا بسیار خطرناک است.
یکی از نکات مهم در انژکتور، ترکیب مکانیک و الکترونیک در آن است و به همین دلیل عیب یابی آن نیاز به دانش خاصی دارد. انژکتور بر‌خلاف بسیاری از سنسور‌های موجود در موتور خودرو خرابی خود را به اطلاع ECU نمی‌رساند و برای بررسی خرابی احتمالی آن نیاز است انژکتور باز شده و کارکرد آن بررسی شود.
مشکلات انژکتور
در ایران انژکتور جزو قطعات حساس خودرو تقسیم‌بندی میشود هر چند در حالت عادی ممکن است انژکتور بدون مشکل چند 10 هزار کیلومتر کار کند. یکی از علل خرابی انژکتور در خودرو‌هایی که در کشورمان کار می‌کنند ناخالصی‌های فیزیکی موجود در بنزین است. این ناخالصی‌ها گاهی آنقدر ریز هستند که از فیلتر اولیه نصب شده بر روی پمپ بنزین و حتی فیلتر بنزین عبور می‌کنند و به انژکتور می‌رسند. انژکتورها دارای یک فیلتر بسیار ظریف هستند که سوخت پیش از ورود به مجموعه انژکتور از آن عبور می‌کند تا برای آخرین مرتبه هرگونه ناخالصی داخلی آن پاک شود. این فیلتر بسیار ظریف بوده و ممکن است به مرور در اثر ذرات معلق داخلی بنزین بگیرد. به علاوه گاهی ذراتی کوچک و یا محلول در بنزین از این فیلتر عبور می‌کنند که بعداً میتوانند بر روی سوراخ ریز خروجی انژکتور و یا فاصله میان سوزن انژکتور و دهانه آن رسوب کرده و میزان پاشش انژکتور را کم کنند. در این شرایط با توجه به اینکه یک خرابی مکانیکی رخ داده است، ECU خودرو متوجه مشکل نمی‌شود و مدت زمان پاشش سوخت تغییر نمی‌کند اما این انژکتور به دلیل آنکه نمی‌تواند سوخت کافی را به بیرون بپاشد باعث ضعف توان موتور میشود. یکی دیگر از منابع آلودگی انژکتور، اجزای مومی بنزین است که نمی‌توان آن را ویژه بنزین ایران دانست و کم و بیش در تمامی کشور‌ها دیده میشود. این ذرات در زمان روشن بودن موتور به دلیل گرمای اطراف انژکتور به سرعت آب و سپس بخار می‌شوند اما پس از آنکه موتور خودرو خاموش شده و انژکتور سرد میشود بر روی بخش‌های داخلی و خروجی انژکتور می‌نشینند و به مرور تشکیل رسوبی را میدهد که شکل، جهت و میزان پاشش سوخت انژکتور را تغییر میدهد و بدنه انژکتور را نیز کثیف می‌کنند. به طور کلی انژکتور نیز مانند بسیاری دیگر از بخش‌های خودرو طول عمر مشخصی داشته و تعویض دورهای آن به خصوص در صورت بروز پدیده رسوب توصیه میشود چرا که انژکتور ساختار بسیار ظریفی دارد و این رسوبات بر کارآیی آن اثرات نامطلوبی بر جای می‌گذارند. از سوی دیگر شست‌وشوی انژکتور نیز باید به روش صحیح انجام شود. در ابتدا بهتر است انژکتورها به وسیله دستگاهی که به این منظور طراحی شده است تحت آزمون قرار گیرند تا میزان و کیفیت پاشش سوخت آن‌ها ارزیابی شود. در مرحله بعد شست‌وشوی انژکتور باید با کمک دستگاه‌های مخصوص که براساس اولتراسونیک طراحی شده‌اند انجام شود تا اثر مناسبی بر جای بگذارد. در نهایت تعمیر کار باید در زمان بستن اورینگ‌های بالا و پایین انژکتور دقت کند تا از نشتی‌های احتمالی جلوگیری شود.
فروشگاه اینترنتی لوازم یدکی خودرو کارآی فور cari4