سیستم سوخت رسانی و جرقه در خودروهای سواری
یکی از اساسی ترین سیستم های مورد استفاده در خودرو ها ، سیستم سوخت رسانی است که به برذسی آن می پردازیم این سیستم شامل :
۱-سوخت
۲- مدار سوخت رسانی
۳- سیستم هوا رسانی
۴- پاشش سوخت جرقه
۵-کنترل آلایندگی
سوخت :
۱-بنزین : (gasoline):
متداول ترین سوختی که در خودرو ها مورد استفاده قرار می گیرد . بنزین با شکستن مولکول های هیدروکربن های سنگین و ترکیب اتم های کوچک ( کراکینگ و مریزاسیون ) تولید می گردد . مهم ترین مشخصه بنزین عدد اوکتان است که مقاومت بنزین در برابر خود سوزی را بیان می کند به صورتی که هر چه عدد اوکتان بالاتر باشد ، بنزین قابلیت تراکم بیشتری دارد و تمایل به خود سوزی زود هنگام کاهش می یابد . بنزین مناسب علاوه برتامین سوخت وظایف زیر را نیز انجام می دهد :
۱-پاک کنندگی (اجزای مدار سوخت را تمیز میکند)
۲-جلوگیری از زنگ زدن قطعات فلزی در سیستم سوخت رسانی
۳- عدم تشکیل رسوب در لوله و اتصالات
۲- گازطبیعی فشرده شده (CNG: Compressed Natural Gas) :
گاز طبیعی هنگام استخراج نفت از چاه خارج می شود این همان گازی است که در منازل مورد استفاده قرار می گیرد.
بخش عمده گازطبیعی را گاز متان تشکیل می دهد که بالا بودن عدد اوکتان گاز طبیعی(تقریبا ۱۱۳) تراکم زیادی را در موتور ایجاد می کند به طوری که استفاده از این سوخت را مناسب و مقرون به صرفه می کند.
مدار سوخت رسانی :
با توجه به سیستم اختلاط سوخت و هوا (کاربراتوری و انژکتوری) مدار سوخت رسانی خودرو های سواری شامل اجزای اصلی زیر می باشند :
۱-مخرن سوخت یا باک (Fuel Tank) :
برای نگه داشتن سوخت که از فلز یا پلاستیک ساخته می شود . این مخزن حجمی معادل مصرف سوخت در ۵۰۰-۴۰۰ کیلومتر را دارد . با توجه به مسایل ایمنی باک باید از استحکام و مقاومت بالایی برخوردار باشد . محل قرار گیری باک در عقب خودرو و زیر صندلی های عقب می باشد .
مخزن سوخت یک ورودی دارد که به در مخزن متصل است ، این اتصال و ورودی به منظور سوخت گیری و پرکردن سوخت تعبیه شده است . در مسیر لوله یک صافی ی توری شکل وجود دارد ، تا از ورود ذرات شناور موجود در سوخت جلوگیری کند در بعضی از خودرو ها یک شیر یک طرفه در مسیر لوله نصب شده تا در هنگام واژگون شدن خودرو مانع خروج سوخت از مخزن گردد.
۲ -دستگاه اندازه گیری میزان سوخت :
به منظور اندازه گیری و تعیین میزان سوخت موجود در باک نیاز به یک سیستم اندازه گیری سوخت می باشد . این سیستم شامل یک ترمیستور ، رله و چراغ است.
ترمیستور : یک مقاومت متغیر حرارتی است ، که مقاومت آن با افزایش درجه حرارت کاهش می یابد به صورتی که که هر گاه ترمیستور در بنزین غوطه ور باشد خنک می ماند و مقاومت الکتریکی ان افزایش می یابد . با کم شدن سوخت مقاومت الکتریکی کاهش می یابد و با حد اقل رسیدن سوخت مخزن ، رله مدار به کار افتاده و چراغ هشدار سوخت روشن می شود.
۳-فیلتر های پاک کننده و لوله های انتقال سوخت :
فیلتر سوخت به صورت یک پارچه با بدنه یا جدا شونده کاغذی تولید می شود و مانع ورود کثیفی و ذرات معلق سوخت به اتاق احتراق می شود . فیلتر بنزین به منظور خارج نمودن دی اکسید کربن ، خاک و دیگر مواد خارجی از سوخت به کار می رود و با تو جه به نواحی مختلف آب و هوایی از بیست هزار تا چهل هزار کیلومتر باید تعویض بشود تا از فرسایش موتور جلوگیری شود.
۴-پمپ بنزین :
ارسال سوخت از باک به کاربراتور یا انژکتور ، در خودرو های کاربراتوری پمپ بنزین به صورت مکانیکی و اکثرا از نوع دیافراگمی است که قدرت خود را از میل سوپاپ تامین می کند. ولی در سیستم های انژکتوری پمپ ، قدرت خود را از یک موتور الکتریکی در یافت می کند .
در خودرو های مجهز به سیستم کنترل الکترونیکی سوخت پمپ فقط زمانی که خودرو روشن است عمل می کند در زمان باز کردن سوییچ به مدت ۳تا۵ثانیه پمپ روشن می ماند و سپس خاموش می گردد.
ابتدا پمپ بنزین در خارج از باک در مسیر لوله ارسال سوخت قرار می گرفت که به علت داشتن سر و صدای زیاد و گلی شدن (به خاطر نداشتن محافظ و احتمال نشتی سوخت ) امروزه پمپ بنزین داخل باک خودرو تعبیه می شود این شیوه به خاطر دارا بودن ویژگی هایی از قبیل جلوگیری از نشتی سوخت ، قفل گازی و سر و صدای کمتر بسیار متداول تر است . بروی این نوع از پمپ بنزین ها یک سوپاپ یک طرفه (وظیفه : جلوگیری از برگشت سوخت از ریل سوخت و بستن لوله ارسال سوخت زمانی که ماشین خاموش می شود و روشن شدن سریع موتور گرم) و یک سوپاپ اطمینان ( وظیفه : جلوگیری از شکستگی و نشتی بنزین در صورتی که لوله ارسال سوخت و فیلتر سوخت مسدود باشد بنزین تحت فشار را به باک بر می گرداند) برای کارایی بالاتر به کار گرفته شده است.
۵-کاربراتور و انژکتور :
در موتور های احتراق داخلی (بنزینی) کاربراتور وظیفه مخلوط کردن هوا و سوخت با یک نسبت معین را دارد. ونتوری تعبیه شده در کاربراتور سوخت را به صورت ذرات ریزی در هوا در می آورد این مخلوط پس از عبور از محوطه ونتوری کاربراتور توسط مانی فولد گاز هدایت ، و از طریق سوپاپ هوا وارد فضای داخل سیلندر می شود تا در انجا محترق گردد. کاربراتورها را می توان از نظر حرکت سوخت ، دهانه و ونتوری تقسیم بندی کرد.
کاربراتور ها دارای سیستم های الکتریکی هستند که راندمان موتور را بهبود می بخشد و به کاهش الودگی هوا کمک می کند مانند : شیر برقی دور آرام –گرمن کن صفحه وکنترل عملکرد سلونوئیدی و …
انژکتور : یک عملگر الکترومگنتی (Electro Magnetically) است که بنزین را مطابق با سیگنال های دریافتی از موتور پاشش می کند . انژکتور ها از لحاظ تغذیه سوخت و مقاومت سیم پیچ تقسیم می شوند
تغذیه سوخت : ۱-تغذیه از بالا ۲- تغذیه از کنار
مقاومت سیم پیچ :
۱ – مقاومت بالا ۱۷-۱۲ اهم در بیشتر خودرو ها استفاده می شود.
۲- مقاومت پایین ،۳-۰٫۳ در حال حاضر کمترمورد استفاده قرار می گیرد .
۶- سیستم هوا رسانی(Fuel System) :
سیستم سوخت رسانی سوخت مورد نیاز را تامین و به جریان می اندازد تا در کنار اکسیژن هوا قرار گرفته و محترق گردد تا بتوان از موتور توان گرفت برای تأمین این هوا که باید تمیز و عاری از ذرات گرد و غبار باشد از سیستم هوا رسانی موتور استفاده می شود. این سیستم علاوه بر تصفیه هوای ورودی باید اجازه دهد که هوا با مقدار کافی وارد موتور شود تا موتور به صورت بهینه و سالم کار کند . این سیستم شامل دریچه هوای ورودی ، هواکش فیلتر ، فیلتر و مسیر ارسال هوا می باشد.
در سیستم هوا رسانی موتور کاربراتوری ، هوا از بالای کاربراتور وارد می شود با سوخت مخلوط و سپس وارد مانی فولد هوا می گردد. هواکش های موتور های کاربراتوری معمولا دارای یک مسیر کنار گذرند که هنگام سرد بودن موتور مسیر هوا توسط یک سوپاپ کنترل حرارتی تغییر کند
و هوای ورودی از روی مانی فولد دود عبور کند تا با گرم شدن به تبخیر سوخت کمک شود.
فیلتر های هوا کش به صورت سیمی (روغنی) و کاغذی (خشک) ساخته می شوند.
فیلتر های متداول ، کاغذهای خشک تا شده و چین خورده هستند که این روش باعت می شود از حجم فیلتر کاسته شود و سطح در تماس با هوا افزایش یابد.
سیستم جرقه زنی معمولی و الکتریکی :
وظیفه سیستم جرقه زنی تولید جرقه الکترونیکی در داخل سیلندر در زمان مناسب می باشد تا عمل احتراق صورت گیرد. شکل زیر یکی از سیستم های جرقه زنی را نشان می دهد که به بررسی اجزای ان می پردازیم :
کوئل :
مخلوط سوخت و هوا وارد شده به درون سیلندرها برای احتراق نیازمند جرقه هستند. هر چند یک باتری فاقد انرژی کافی برای این عمل است . بنابراین یک ترانسفور ماتور افزاینده (کوئل) مورد نیاز است تا ولتاژ باتری را بگیرد و به ولتاژ بالاتری که بتواند در الکترود های شمع جرقه ایجاد کند افزایش دهد. کوئل دارای اجزای زیر می باشد :
۱-بدنه :
معمولا از فلزاتی که ضریب انتقال حرارتی بالایی دارند مانند آلومینیم ساخته می شود که این انتخاب باعث بهتر خنک شدن اجزای داخلی کوئل می شود. در داخل پوسته کوئل روغن مخصوصی ریخته می شود که دارای خاصیت هدایت گرما و عایق الکتریسیته است که از اتصال کوتاه شدن سیم پیچ ها جلو گیری می کند.
۲-هسته کوئل :
ساخته شده از ورقه های فولاد آلیاژی (مانند آلیاژ فولاد با کروم ، نیکل ، منگنز و سیلیسیم ) با ضخامت ۰٫۵ تا۱٫۵ میلی متری ، این ورقها به وسیله لاک یا کاغذ عایق شدند تا از گرم شدن هسته تا حدی جلوگیری شود
۳- مقاومت کوئل :
عبارت است از یک کنترل کننده حفاظتی که مقدار جریان مداراولیه را تنظیم می کند تا گرمای ایجاد شده در کوئل از حد معینی بالاتر نرود که به دو صورت داخلی و خارجی در مدار قرار خواهد گرفت.
دلکو :
دلکو در بلوک سیلندر موتور قرار می گیرد و حرکت خودرا از میل بادامک دریافت می کند.
وظیفه آن توذیع ولتاژ فشار قوی کوئل در بین شمع ها بر حسب ترتیب احتراق موتور می باشد .
دستگاه آوانس خلئی دارای دیافراگمی است که از یک طرف به صفحه متحرک دلکو و از سمت دیگر روی فنر دیافگرام تکیه دارد محفظه پشت دیاگرام توسط لوله ای به بالای دریچه گاز کاربراتور متصل است . هنگامی که دریچه گاز باز می شود سرعت عبور هوا بیشتر میشود ، در نتیجه پشت محفظه دیافراگم خلأ ایجاد می شود که این خلأ بر دیافراگم و میله ی متصل به صفحه متحرک اثرگذاشته و باعث چرخش چند درجه ای میل دلکو می شود به این ترتیب دهانه پلاتین ها زود تر باز می شود.
شمع :
شمع در مرحله تراکم سیلندر وظیقه دارد مخلوط سوخت و هوا را محترق کند.
جریان قوی کوئل پس از این که وارد شمع می شود گاز موجود محفظه را یونیزه و ایجاد جرقه می کند . شمع باید بتواند دما را از ناحیه الکترود به نواحی بالای خود انتقال دهد تا ناحیه الکترود در دمای مناسب خود باقی بماند. به شمعی که نمی تواند گرما را به سرعت انتقال دهد شمع با ارزش حرارتی پایین (شمع گرم) گفته می شود. اگر خودرو در دور های پایین استفاده می شود می توان از این شمع ها استفاده کرد و شمع هایی که الکترود ان ارزش حرارتی بالایی دارد و گرما به سرعت منتقل می شود شمع با ارزش حرارتی بالا (گرم) گفته می شود .
سیستم پاشش الکترونیکی بنزین (EFI : Electronic Fuel Injection) :
پرداشگر موتور با نرم افزار های نصب شده و اطلاعات سنسور های گوناگون می تواند زمان دقیق پاشش سوخت ، مقدار سوخت و تایمینگ و جرقه را محاسبه کند و سیگنال های لازم را به عملگر ها برای تغدیه مقدار سوخت و جر قه زدن مخلوط سوخت و هوا ارسال کند .
در حالی که سیستم کاربراتوری از چنین قابلیت ها یی بهره است .
سیستم کنترل آلایندگی :
سیستم کنترل الایندگی برای کنترل هیدروکربن های خروجی از اگزوز مورد نیاز می باشد.
تا حد الامکان از خروج گاز های مضر برای محیط زیست جلو گیری شود.
گاز های حاصل از احتراق که از کنار رینگ های پیستون فرار کرده وارد محفظه میل لنگ می شوند سوپاپ تهویه مثبت (PVC) اجازه می دهد این گاز های مضر وارد مانی فولد ورودی شوند و با مخلوط سوخت و هوا محترق گردند.
کاتالیست کانورتور (Catalytic Converter) :
کاتالیست کانورتور با یک عکس العمل شیمیایی به ادامه احتراق گاز های خروجی اگزوز کمک میکند. هر چه نسبت مخلوط سوخت و هوا دقیق تر باشد کاتالیست کانورتور راندمان بالاتری دارد.
