آشنايي كامل با قطعات موتور خودرو

سيستمهاي احتراق هدايت شده توسط اسپري

در اين طرح حركات سوخت درون سيلندر و تلاطم آن اثر كمي روي جابجايي سوخت دارد . اين طرح در مقايسه با دو طرح ديگر، كمترين اصلاحات را روي طرح PFI نياز دارد . اين مورد در حالتي كه مي خواهيم موتور PFIرا به GDIتبديل كنيم مهم است، هر چند بسياري مسائل مانع ازانجام كار روي سيستمهاي فضاي گسترده است . نزديكي انژكتور و شمع و فاصله زماني كوتاه ميان تزريق سوخت و جرقه زدن، مشكلاتي مانند دوده زدن الكترود ايجاد مي كند.

زيرا تعداد قطرات سوخت نزديك الكترود زياد است خصوصيات احتراق در اين عملكرد لايه بندي شده خيلي به تغييرات شكل اسپري حساس است . مثلاً تفاوت در تقارن اسپري، زواياي انحراف از قائم محور اسپري كه در اثر تلرانسهاي توليدي تغيير

مي كند و يا مواد زائد رسوب كننده روي انژكتور، ضريب تغييرات(COV) فشار موثر شاخص متوسط (IMEP) را بسيار دگرگون خواهد كرد و احتراق ناقص روي خواهد داد .

موتورهاي آينده و چگونگي آن به بحث داغ محافل صنعتي و دانشگاهي تبديل شده است. سوخت هيدروژن، سوخت گاز، سوخت‌هاي گياهي به همراه موتورهاي اصلاح شده بنزيني يا ديزلي و موتورهاي هيبريدي گوشه‌اي از تلاش‌هاي صورت گرفته براي دستيابي به موتورهاي جديد است. مركز تحقيقات موتور آلمان نيز در يك بررسي، در زمينه موتورهاي بنزيني نظير كوچك‌سازيDownsizing) ) ،موتورهاي باتزريق مستقيم (GDI)و سيستم سوپاپ‌هاي كاملا متغيربراي ادامه حيات موتورهاي احتراق داخلي در بحران سوخت و آلايندگي خودروها در ۱۰ سال آينده فن‌آوري‌هاي جديد را چاره‌ساز مي‌داند.

ازمهمترين جاذب ها مي توان به دسته موتورها اشاره كرد

شرايطي كه طي آن ارتعاشاتي با فركانس كم و دامنه ارتعاشي زياد به موتور اعمال مي شود و معمولا شرايط جاده، شتابگيري سريع، ترمزهاي ناگهاني و تعويض دنده از جمله عوامل ايجاد اين نوع مي باشند : Low frequency & High amplitude conditions Frequency < 30 Hz & Amplitude > 0.3 mm

ارتعاشات ثانويه اي كه در حين روشن بودن ماشين همواره بر موتور اعمال مي شوند، ارتعاشاتي با مقادير فركانسي زياد و دامنه بسيار كم مي باشند. ميزان خروج از مركزي موتور مهمترين عامل ايجاد اين نوع مي باشد : High frequency & Low amplitude conditions Frequency : 25-200 Hz & Amplitude < 0.3 mm

(GASOLINE DIRECT INGECTION)

سير تكاملي:

دوره اول تا سال 1950:

اين دوره به قبل از اختراع كاربراتورهاي پيشرفته برمي گردد كه در موتورهاي خيلي قوي هواپيما از سيستم تزريق مستقيم استفاده مي كردند.

تكنولوژي مورد استفاده همان تكنولوژي موتورهاي ديزل بود.

درسال 1954شركت بنز در ماشين مدلSL300سيستم تزريق مستقيم را در جهت بهبود كارائي پائين كاربراتور بكار گرفت.

عملگرها(ACTUATORS) :

در اين سيستم 8 عملگر وجودداردكه تحت فرمان مستقيم ECU فعال مي شوند.اين عملگرها عبارتنداز :

1.انژكتورها (INJECTORS) :

 سيستم سوخت رساني بكاررفته در اين موتور از نوع MPFI يا پاشش چند نقطه اي مي باشد.در اين سيستم به ازاء هر سيلندر يك انژكتوروجود دارد.انژكتورها وظيفه تزريق سوخت در داخل پورت ورودي سيلندر رابر عهده دارند و مابين ريل سوخت و منيفولد هواي ورودي قرار مي گيرند كه توسط اورينگهاي دو طرف خود آببندي شده و با يك بست به ريل سوخت چسبيده اند.از رله دوبل دائماً برق 12 ولت به پايه شماره 2 انژكتورها مي رود و ECU با ارسال پالس منفي به پايه ديگر هر انژكتور در لحظه مشخص، زمان باز بودن دهانه انژكتور ها را كنترل مي‌كند.

اتومبيلهاي انژكتوري اساساً داراي سه مجموعه به نامهاي حسگرها SENSORs)) ، عملگرها (ACTUATORs) و واحد كنترل الكترونيك (ECU) هستند . درواقع سنسورها مي توانند به مثابه اندام حسي انسان مانند چشم و گوش و... باشند كه با ارسال پيغام به مغز (واحد كنترل)وضعيت موجود را گزارش مي كنند . اين واحد نيز با تجزيه وپردازش اطلاعات به اندام حركتي مانند دست و پا (كه همتاي آنها در اتومبيل، عملگرها هستند) فرمانهاي لازم را داده و بدين ترتيب مديريت سيستم را بر عهده دارد.

اتومبيلهاي انژكتوري به علت كنترل الكترونيكي اعمال شده روي سيستم سوخت رساني ومتعاقب آن عكس العمل سريعتر اجزاء ، داراي راندمان و شتاب بالاتري مي باشند. حذف قطعاتي مانند كاربراتور و استفاده ازواحد كنترل الكترونيكي ، انژكتور، ريل سوخت و... با عمر مفيد بيشتر،كارآيي بالاتر و همچنين سهولت عيب يابي و تعويض قطعات در صورت لزوم از ديگر مزاياي سيستم انژكتوري مي‌باشد.

پس از آنكه فنآوري بكارگيري چندسوپاپ برروي موتورها به عنوان يك سازوكار استاندارد درآمد، زمانبندي متغير سوپاپها قدم بعدي براي بهبود عملكرد حاصل از موتورها انتخاب شد؛ آنهم نه فقط براي افزايش قدرت و گشتاور. همانطوريكه ميدانيد زمانبندي تنفس و تخليه توسط شكل و زاويه قرارگيري بادامكها تنظيم ميشود.
براي آنكه وضع تنفس بهينه باشد، موتور به زمانبندي مختلف سوپاپ در سرعتهاي مختلف نياز دارد. وقتي كه سرعت موتور افزايش مييابد، زمان لازم براي تنفس و تخليه كم ميشود و بنابراين فرصت كافي براي ورود مخلوط تازه به درون موتور و محفظه احتراق و خروج سريع دود از موتور وجود ندارد. بنابراين بهترين راه حل اين است كه سوپاپ دود ديرتر بسته شده و سوپاپ هوا زودتر باز شود. به عبارت بهتر همپوشاني سوپاپهاي دود و هوا بايد متناسب با افزايش سرعت بيشتر شود.