نظام تزويد الوقود. أنظمة الحقن ووصفها ومبدأ التشغيل

2024 مؤلف: Erin Ralphs | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-19 11:59

نظام إمداد الوقود ضروري لتزويد الوقود من خزان الغاز ، وترشيحه ، بالإضافة إلى تكوين خليط وقود أكسجين مع نقله إلى أسطوانات المحرك. حاليا ، هناك عدة أنواع من أنظمة الوقود. كان المكربن هو الأكثر شيوعًا في القرن العشرين ، لكن نظام الحقن أصبح اليوم يتمتع بشعبية متزايدة. كان هناك أيضًا حقنة ثالثة - حقنة واحدة ، والتي كانت جيدة فقط لأنها سمحت بتقليل استهلاك الوقود بشكل طفيف. دعونا نلقي نظرة فاحصة على نظام الحقن ونفهم مبدأ عمله.

أحكام عامة

معظم أنظمة وقود المحركات الحديثة متشابهة. يمكن أن يكون الاختلاف فقط في مرحلة الخلط. يشتمل نظام الوقود على المكونات التالية:

1. خزان الوقود منتج مدمج به مضخة وفلتر لتنظيف الجسيمات الميكانيكية. الغرض الرئيسي هو تخزين الوقود.
2. تشكل خطوط الوقود مجموعة معقدة من الخراطيم والأنابيب لنقل الوقود من الخزان إلى نظام الخلط.
3. جهازتشكيل الخليط. في حالتنا سوف نتحدث عن الحاقن. تم تصميم هذه الوحدة للحصول على مستحلب (خليط وقود هواء) وتزويده بالأسطوانات في الوقت المناسب مع المحرك.
4. وحدة تحكم لنظام تكوين الخليط. يتم تركيبه فقط على محركات الحقن وهذا بسبب الحاجة للتحكم في الحساسات والحاقنات والصمامات.
5. مضخة وقود. في معظم الحالات ، يتم استخدام خيار الغاطسة. إنه محرك كهربائي منخفض الطاقة متصل بمضخة سائلة. يتم التزييت بالوقود ، ويمكن أن يؤدي الاستخدام المطول للسيارة مع أقل من 5 لترات من الوقود إلى تعطل المحرك الكهربائي.

باختصار ، الحاقن هو نقطة إمداد للوقود من خلال فوهة. تأتي الإشارة الإلكترونية من وحدة التحكم. على الرغم من حقيقة أن الحاقن لديه عدد من المزايا المهمة على المكربن ، إلا أنه لم يتم استخدامه لفترة طويلة. كان هذا بسبب التعقيد الفني للمنتج ، فضلاً عن انخفاض قابلية الصيانة للأجزاء التي فشلت. حاليًا ، حلت أنظمة حقن النقاط عمليًا محل المكربن. دعونا نلقي نظرة فاحصة على سبب جودة الحاقن وما هي ميزاته.

ميزات معدات الوقود

كانت السيارة دائمًا موضع اهتمام دعاة حماية البيئة. يتم إطلاق غازات العادم مباشرة في الغلاف الجوي ، وهو محفوف بالتلوث. أظهر تشخيص نظام الوقود أن كمية الانبعاثات مع تكوين خليط غير صحيح يزيد بشكل كبير. لهذا السبب البسيط ، تقررتثبيت محول حفاز. ومع ذلك ، أظهر هذا الجهاز نتائج جيدة فقط مع مستحلب عالي الجودة ، وفي حالة حدوث أي انحرافات ، تنخفض كفاءته بشكل كبير. تقرر استبدال المكربن بنظام حقن أكثر دقة ، وهو الحاقن. تضمنت الخيارات الأولى عددًا كبيرًا من المكونات الميكانيكية ، ووفقًا للبحث ، أصبح هذا النظام أسوأ بشكل تدريجي مع استخدام السيارة. كان هذا طبيعيًا تمامًا ، حيث أصبحت المكونات المهمة وأجزاء العمل متسخة وفشلة.

لكي يتمكن نظام الحقن من تصحيح نفسه ، تم إنشاء وحدة تحكم إلكترونية (ECU). إلى جانب مسبار Lamba المدمج الموجود أمام المحول الحفاز ، فقد أعطى هذا أداءً جيدًا. من الآمن أن نقول إن أسعار الوقود اليوم مرتفعة للغاية ، والحاقن جيد فقط لأنه يوفر البنزين أو الديزل. بالإضافة إلى ذلك ، هناك الإيجابيات التالية:

1. زيادة أداء المحرك. على وجه الخصوص ، تمت زيادة الطاقة بنسبة 5-10٪.
2. تحسين الأداء الديناميكي للمركبة. يكون الحاقن أكثر حساسية لتغييرات الحمل ويضبط تكوين المستحلب من تلقاء نفسه.
3. خليط الوقود والهواء الأمثل يقلل من كمية وسمية غازات العادم.
4. يبدأ نظام الحقن بسهولة بغض النظر عن الظروف الجوية ، وهي ميزة كبيرة على المحركات الكربوراتية.

نظام حقن الوقود وجهازه

بادئ ذي بدء ، تجدر الإشارة إلى أن محركات الحقن الحديثة مزودة بفوهات ، وعددها يساوي عدد الأسطوانات. فيما بينها ، ترتبط الفتحات بمنحدر. هناك ، يتم احتواء الوقود تحت ضغط طفيف ، ويتم إنشاؤه بواسطة جهاز كهربائي - مضخة بنزين. تعتمد كمية الوقود المحقون بشكل مباشر على مدة فتحة الفوهة ، والتي تحددها وحدة التحكم. لهذا الغرض ، يتم أخذ المؤشرات من أجهزة استشعار مختلفة مثبتة في جميع أنحاء السيارة. الآن سننظر في أهمها:

1. مستشعر تدفق الهواء. يعمل على تحديد امتلاء الاسطوانات بالهواء. في حالة حدوث انهيار ، يتم تجاهل القراءات ، ويتم أخذ البيانات الجدولية كمؤشرات رئيسية.
2. مستشعر موضع الخانق يعكس الحمل على المحرك ، والذي يرجع إلى موضع الخانق ودورة الهواء وسرعة المحرك.
3. مستشعر درجة حرارة المبردات. بمساعدة وحدة التحكم هذه ، يتم تنفيذ التحكم في المروحة الكهربائية وتصحيح مصدر الوقود ، وكذلك الإشعال. في حالة حدوث عطل ، لا يلزم إجراء تشخيص فوري لنظام الوقود. يتم قياس درجة الحرارة حسب مدة محرك الاحتراق الداخلي.
4. هناك حاجة إلى مستشعر موضع العمود المرفقي (العمود المرفقي) لمزامنة النظام ككل. لا تحسب وحدة التحكم سرعة المحرك فحسب ، بل تحسب أيضًا موقعها في نقطة زمنية معينة. نظرًا لأنه مستشعر قطبي ، إذا فشل ، فلن يكون من الممكن إجراء مزيد من التشغيل للمركبة.
5. الاستشعارالأكسجين ضروري لتحديد النسبة المئوية للأكسجين في الغازات المنبعثة في الغلاف الجوي. يتم إرسال المعلومات من وحدة التحكم هذه إلى وحدة التحكم الإلكترونية ، والتي ، بناءً على القراءات ، تقوم بتصحيح المستحلب.

يجدر الانتباه إلى حقيقة أنه ليست كل المركبات التي تحتوي على حاقن مزودة بمستشعر أكسجين. فقط تلك السيارات المجهزة بمحول حفاز بمعايير السمية Euro-2 و Euro-3 تمتلكها.

أنواع أنظمة الحقن: نقطة واحدة الحقن

حاليًا ، يتم استخدام جميع الأنظمة بنشاط. يتم تصنيفها اعتمادًا على عدد الفتحات ومكان تزويد الوقود. يوجد ثلاثة أنظمة حقن إجمالاً:

• نقطة واحدة (حقنة واحدة) ؛
• متعدد النقاط (التوزيع) ؛
• فوري

أولاً ، دعونا نلقي نظرة على أنظمة الحقن أحادية النقطة. تم إنشاؤها مباشرة بعد المكربن واعتبرت أكثر تقدمًا ، لكنها تفقد الآن شعبيتها تدريجياً لأسباب عديدة. هناك العديد من المزايا التي لا يمكن إنكارها لمثل هذه الأنظمة. أهمها توفير الوقود بشكل كبير. بالنظر إلى أن أسعار الوقود مرتفعة إلى حد ما اليوم ، فإن مثل هذا الحاقن مناسب. ومن المثير للاهتمام أن هذا النظام يحتوي على إلكترونيات أقل إلى حد ما ، لذا فهو أكثر موثوقية واستقرارًا. عندما يتم نقل المعلومات من أجهزة الاستشعار إلى عنصر التحكم ، يتم تغيير معلمات الحقن على الفور. من المثير للاهتمام أنه يمكن تحويل أي محرك مكربن تقريبًا إلى حقن أحادي النقطة دون أهميةالتغييرات الهيكلية. العيب الرئيسي لهذه الأنظمة هو استجابة الخانق المنخفضة لمحرك الاحتراق الداخلي ، وكذلك ترسب كمية كبيرة من الوقود على جدران المجمع ، على الرغم من أن هذه المشكلة كانت أيضًا متأصلة في نماذج المكربن.

نظرًا لوجود فوهة واحدة فقط في هذه الحالة ، فهي موجودة في مجمع السحب بدلاً من المكربن. نظرًا لأن الفوهة كانت في مكان جيد وكانت دائمًا تحت تيار من الهواء البارد ، فقد كانت موثوقيتها على أعلى مستوى ، وكان التصميم بسيطًا للغاية. لم يستغرق تنظيف نظام الوقود بحقن نقطة واحدة الكثير من الوقت ، لأنه كان كافياً لتفجير فوهة واحدة فقط ، ولكن المتطلبات البيئية المتزايدة أدت إلى تطوير أنظمة أخرى أكثر حداثة.

أنظمة الحقن متعددة النقاط

يعتبر الحقن الموزع أكثر حداثة وتعقيدًا وأقل موثوقية. في هذه الحالة ، تم تجهيز كل أسطوانة بفوهة معزولة ، والتي تقع في مجمع السحب بالقرب من صمام السحب. لذلك ، يتم توريد المستحلب بشكل منفصل. كما هو مذكور أعلاه ، مع مثل هذا الحقن ، يمكن زيادة قوة محرك الاحتراق الداخلي حتى 5-10٪ ، والتي ستكون ملحوظة عند القيادة على الطريق. نقطة أخرى مثيرة للاهتمام: نظام حقن الوقود هذا جيد لأن الفوهة تقع بالقرب من صمام السحب. هذا يقلل من تراكم الوقود على الجدران المتشعبة ، مما يؤدي إلى توفير كبير في الوقود.

هناك عدة أنواعالحقن متعدد النقاط:

1. في وقت واحد - تفتح جميع الفتحات في نفس الوقت.
2. زوج متوازي - فتح فوهات في أزواج. يفتح أحد الحاقنين على شوط السحب والآخر قبل ضربة العادم. حاليًا ، يتم استخدام مثل هذا النظام فقط في وقت البدء الطارئ لمحرك الاحتراق الداخلي في حالة فشل المرحلة (مستشعر موضع العمود المرفقي).
3. مرحلي - يتم التحكم في كل فوهة على حدة ، وتفتح قبل ضربة السحب.

في هذه الحالة ، النظام معقد للغاية ويعتمد كليًا على دقة الإلكترونيات. على سبيل المثال ، سيستغرق تنظيف نظام الوقود وقتًا أطول حيث يحتاج كل حاقن إلى التنظيف. الآن دعنا نمضي قدمًا ونلقي نظرة على نوع آخر شائع من الحقن.

الحقن المباشر

يمكن اعتبار سيارات الحقن المزودة بمثل هذه الأنظمة الأكثر صداقة للبيئة. الهدف الرئيسي من إدخال طريقة الحقن هذه هو تحسين جودة خليط الوقود وزيادة كفاءة محرك السيارة بشكل طفيف. المزايا الرئيسية لهذا الحل هي كما يلي:

• التفتيت الدقيق للمستحلب ؛
• تشكيل خليط عالي الجودة
• الاستخدام الفعال للمستحلب في مراحل مختلفة من عملية ICE.

بناءً على هذه المزايا ، يمكننا القول أن مثل هذه الأنظمة توفر الوقود. هذا ملحوظ بشكل خاص عند القيادة بهدوء في المناطق الحضرية. إذا قارنا سيارتين بنفس حجم المحرك ولكن أنظمة حقن مختلفة ، على سبيل المثال ، مباشر ومتعدد النقاط ، ثم بشكل ملحوظسيكون أفضل أداء ديناميكي في النظام المباشر. غازات العادم أقل سمية ، وسعة اللتر المأخوذة ستكون أعلى قليلاً بسبب تبريد الهواء وحقيقة أن الضغط في نظام الوقود يزداد قليلاً.

لكن يجب الانتباه إلى حساسية أنظمة الحقن المباشر لجودة الوقود. إذا أخذنا في الاعتبار معايير روسيا وأوكرانيا ، فيجب ألا يتجاوز محتوى الكبريت 500 مجم لكل 1 لتر من الوقود. في الوقت نفسه ، تشير المعايير الأوروبية إلى أن محتوى هذا العنصر هو 150 و 50 وحتى 10 مجم لكل لتر من البنزين أو الديزل.

إذا نظرنا لفترة وجيزة في هذا النظام ، فسيبدو كما يلي: توجد الفتحات في رأس الأسطوانة. بناءً على ذلك ، يتم إجراء الحقن مباشرة في الأسطوانات. وتجدر الإشارة إلى أن نظام الحقن هذا مناسب للعديد من محركات البنزين. كما هو مذكور أعلاه ، يتم استخدام الضغط العالي في نظام الوقود ، والذي بموجبه يتم توفير المستحلب مباشرة إلى غرفة الاحتراق ، متجاوزًا مشعب السحب.

نظام حقن الوقود: تشغيل خفيف

أعلى قليلاً ، قمنا بفحص الحقن المباشر ، والذي تم استخدامه لأول مرة في سيارات Mitsubishi ، والتي كان اختصارها GDI. دعنا نلقي نظرة سريعة على أحد الأوضاع الرئيسية - التشغيل بمزيج خفيف. يكمن جوهرها في حقيقة أن السيارة في هذه الحالة تعمل بأحمال خفيفة وسرعات معتدلة تصل إلى 120 كيلومترًا في الساعة. يتم حقن الوقود بواسطة شعلة فيالمرحلة الأخيرة من الضغط. ينعكس الوقود عن المكبس ويختلط بالهواء ويدخل منطقة شمعة الإشعال. اتضح أن الخليط الموجود في الغرفة قد نفد بشكل كبير ، ومع ذلك ، يمكن اعتبار شحنته في منطقة شمعة الإشعال الأمثل. هذا يكفي لإشعاله ، وبعد ذلك يشتعل أيضًا بقية المستحلب. في الواقع ، يضمن نظام حقن الوقود هذا التشغيل الطبيعي لمحرك الاحتراق الداخلي حتى مع نسبة هواء / وقود تبلغ 40: 1.

هذا نهج فعال للغاية يوفر الكثير من الوقود. لكن يجدر الانتباه إلى حقيقة أن مسألة تحييد غازات العادم أصبحت حادة. الحقيقة هي أن المحفز غير فعال ، حيث يتكون أكسيد النيتروجين. في هذه الحالة ، يتم استخدام إعادة تدوير غاز العادم. يسمح لك نظام ERG الخاص بتخفيف المستحلب بغازات العادم. هذا يقلل إلى حد ما من درجة حرارة الاحتراق ويعادل تكوين الأكاسيد. ومع ذلك ، لن يسمح لك هذا النهج بزيادة الحمل على المحرك. لحل المشكلة جزئيًا ، يتم استخدام محفز التخزين. هذا الأخير حساس للغاية للوقود الذي يحتوي على نسبة عالية من الكبريت. لهذا السبب ، مطلوب الفحص الدوري لنظام الوقود.

خلط متجانس وعملية من مرحلتين

وضع الطاقة (خلط متجانس) - مثالي للقيادة العدوانية في المناطق الحضرية ، والتجاوز ، وكذلك القيادة على الطرق السريعة والطرق السريعة. في هذه الحالة ، يتم استخدام شعلة مخروطية ، وهي أقل اقتصادا من الإصدار السابق. حقنةيتم إجراؤه على السكتة الدماغية ، وعادة ما يكون للمستحلب الناتج نسبة 14.7: 1 ، أي قريبة من مقياس التكافؤ. في الواقع ، فإن نظام إمداد الوقود الأوتوماتيكي هذا هو بالضبط نفس نظام التوزيع.

وضع مرحلتين يعني حقن الوقود في شوط الانضغاط ، وكذلك بدء التشغيل. المهمة الرئيسية هي زيادة حادة في المحرك. ومن الأمثلة الصارخة على التشغيل الفعال لمثل هذا النظام الحركة بسرعات منخفضة والضغط الحاد على دواسة الوقود. في هذه الحالة ، يزداد احتمال التفجير بشكل كبير. لهذا السبب البسيط ، بدلاً من مرحلة واحدة ، يتم الحقن في مرحلتين.

في المرحلة الأولى ، يتم حقن كمية صغيرة من الوقود عند شوط السحب. يتيح لك ذلك خفض درجة حرارة الهواء في الأسطوانة بشكل طفيف. يمكننا أن نقول أن الأسطوانة ستحتوي على خليط فائق النحافة بنسبة 60: 1 ، وبالتالي فإن التفجير مستحيل على هذا النحو. في المرحلة الأخيرة من شوط الانضغاط ، يتم حقن وقود نفاث ، والذي يجعل المستحلب غنيًا بنسبة 12: 1 تقريبًا. اليوم يمكننا القول أن نظام وقود المحرك هذا تم تقديمه فقط لمركبات السوق الأوروبية. هذا يرجع إلى حقيقة أن السرعات العالية ليست متأصلة في اليابان ، وبالتالي لا توجد أحمال عالية على المحرك. يوجد في أوروبا عدد كبير من الطرق السريعة والطرق السريعة ، لذا فإن السائقين معتادون على القيادة بسرعة ، وهذا عبء كبير على محرك الاحتراق الداخلي.

شيء آخر مثير للاهتمام

يجدر الانتباه إلى حقيقة أنه ، على عكس أنظمة المكربن ، يتطلب الحقن إجراء فحص منتظم لنظام الوقود.هذا يرجع إلى حقيقة أن عددًا كبيرًا من الأجهزة الإلكترونية المعقدة يمكن أن يفشل. نتيجة لذلك ، سيؤدي ذلك إلى عواقب غير مرغوب فيها. على سبيل المثال ، سيؤدي الهواء الزائد في نظام الوقود إلى انتهاك تركيبة المستحلب ونسبة خليط غير صحيحة. في المستقبل ، يؤثر هذا على المحرك ، ويظهر التشغيل غير المستقر ، وتفشل وحدات التحكم ، وما إلى ذلك. في الواقع ، يعد الحاقن نظامًا معقدًا يحدد متى يجب تطبيق شرارة على الأسطوانات ، وكيفية توصيل خليط عالي الجودة إلى الأسطوانات. كتلة الأسطوانة أو مشعب السحب ، متى يتم فتح الحاقن وما هي نسبة الهواء والبنزين التي يجب أن تكون في المستحلب. كل هذه العوامل تؤثر على التشغيل المتزامن لنظام الوقود. الشئ المثير أنه بدون معظم المتحكمات يمكن للآلة أن تعمل بشكل صحيح بدون انحرافات كبيرة حيث توجد سجلات طوارئ وجداول سيتم استخدامها.

يتم تحديد كفاءة محرك الاحتراق الداخلي في حالتنا من خلال مدى صحة البيانات الواردة من وحدات التحكم. كلما كانت أكثر دقة ، قل احتمال حدوث أعطال مختلفة في نظام الوقود. تلعب سرعة النظام ككل دورًا مهمًا أيضًا. على عكس المكربن ، فإن الضبط اليدوي غير مطلوب هنا ، وهذا يزيل الأخطاء أثناء عمل المعايرة. وبالتالي ، سوف نحصل على احتراق كامل للخليط ونظام أفضل من حيث البيئة.

الخلاصة

في الختام ، يجدر الحديث قليلاً عن أوجه القصور الكامنة في أنظمة الحقن. العيب الرئيسي هو التكلفة العالية لمحركات الاحتراق الداخلي. بواسطةبشكل عام ، ستكون تكلفة هذه الوحدات أعلى بنحو 15٪ ، وهو أمر مهم. ولكن هناك جوانب سلبية أخرى أيضًا. على سبيل المثال ، لا يمكن إصلاح صمام نظام الوقود الفاشل في معظم الحالات ، بسبب تسرب ، لذلك تحتاج فقط إلى تغييره. ينطبق هذا أيضًا على قابلية صيانة المعدات بشكل عام. من الأسهل شراء بعض المكونات والأجزاء الجديدة بدلاً من إنفاق الأموال على إصلاحها. هذه الجودة ليست متأصلة في مركبات المكربن ، حيث يمكنك فرز جميع المكونات المهمة واستعادة أدائها دون إنفاق الكثير من الوقت والجهد. بدون أدنى شك ، يتم إصلاح نظام إمداد الوقود الإلكتروني بجهد ووسائل كبيرة. من غير المحتمل أن يتم إصلاح الإلكترونيات المتطورة في أول محطة خدمة متوفرة.

حسنًا ، تحدثنا معك حول ماهية أنظمة الحقن. كما ترى ، هذا موضوع مثير للاهتمام للغاية للمحادثة. يمكنك التحدث كثيرًا عن الفوهات الجيدة والقدرة على ضبط المحرك على الفور. لكننا تحدثنا بالفعل عن النقاط الرئيسية. تذكر أنه يجب فحص نظام الوقود لمحرك البنزين بانتظام بحثًا عن أي عيوب محتملة. على سبيل المثال ، بسبب الجودة المنخفضة للوقود ، والتي هي في الواقع متأصلة في بلدنا ، غالبًا ما يتم انسداد الفوهات. لهذا السبب ، يبدأ المحرك في العمل بشكل متقطع ، وتنخفض الطاقة ، ويصبح الخليط هزيلًا جدًا ، أو العكس. كل هذا له تأثير سيء للغاية على السيارة ككل ، لذلك هناك حاجة إلى مراقبة مستمرة ومنتظمة. بالإضافة إلى ذلك ، حاول أن تملأ فقط بالبنزين الذي أوصت به الشركة المصنعة لسيارتك.