سیستم سوخت ‌رسانی کاربراتوری و انژکتوری خودرو

سیستم سوخت‌رسانی خودرو یکی از بخش‌های کلیدی در عملکرد موتورهای احتراق داخلی است که وظیفه تأمین سوخت به موتور را بر عهده دارد. این سیستم‌ها به طور کلی به دو دسته تقسیم می‌شوند: سیستم کاربراتوری و سیستم انژکتوری. در این مقاله به بررسی این دو نوع سیستم سوخت‌رسانی خواهیم پرداخت.

۱. سیستم سوخت‌رسانی کاربراتوری

سیستم کاربراتوری یکی از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین سیستم‌های سوخت‌رسانی در خودروهای قدیمی ‌تر است. در این سیستم، کاربراتور وظیفه ترکیب سوخت و هوا را برای ورود به سیلندر موتور بر عهده دارد. این سیستم به طور کلی شامل قسمت‌های زیر است:

کاربراتور: بخش اصلی سیستم است که مسئول مخلوط کردن سوخت و هوا است.
دریچه گاز: کنترل میزان هوای وارد شده به موتور را بر عهده دارد و با فشار پدال گاز باز و بسته می‌شود.
میله تنظیم سوخت: میزان سوختی که به کاربراتور می‌رسد را تنظیم می‌کند.
پمپ سوخت: سوخت را از مخزن به کاربراتور می‌رساند.
ورودی هوا: هوای محیط را وارد کاربراتور می‌کند.
سوزن تنظیم هوا / سوخت: میزان هوا و سوخت را به طور دقیق تنظیم می‌کند.
ساسات: وقتی در ابتدا موتور سرد است، کمک می‌کند تا سوخت بیشتری به موتور وارد شود.
سوپاپ‌ها: برای تنظیم مقدار سوخت و هوا به داخل سیلندرها استفاده می‌شوند.
هواکش: هوا را از بیرون گرفته و به سیستم کاربراتوری می‌رساند.

۲. سیستم سوخت ‌رسانی انژکتوری

در سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری، به جای کاربراتور از انژکتورها برای تزریق سوخت به داخل سیلندرها استفاده می‌شود. این سیستم به طور عمده در خودروهای مدرن استفاده می‌شود و نسبت به سیستم کاربراتوری مزایای زیادی دارد.
در این سیستم، سوخت به صورت دقیق و به مقدار مورد نیاز به داخل سیلندر تزریق می‌شود. این فرآیند به وسیله یک واحد کنترل الکترونیکی یا کامپیوتر خودرو ( ECU ) که تمام تنظیمات سیستم سوخت‌رسانی را مدیریت می‌کند، کنترل می‌شود.

انواع سیستم های انژکتوری

سیستم تک ‌نقطه‌ای ( Single-Point Injection )

سوخت از طریق یک انژکتور به کل منیفولد ورودی تزریق می‌شود.
مزایا: طراحی ساده، هزینه تولید پایین.
معایب: دقت کمتر در توزیع سوخت.
کاربرد: خودروهای قدیمی و اقتصادی.

سیستم چندنقطه‌ای ( Multi-Point Injection – MPI )

هر سیلندر یک انژکتور جداگانه دارد و سوخت به منیفولد ورودی هر سیلندر تزریق می‌شود.
مزایا: توزیع یکنواخت سوخت، راندمان بهتر.
معایب: پیچیدگی و هزینه بالاتر.
کاربرد: خودروهای مدرن با موتورهای غیرتوربوشارژ.

سیستم انژکتوری ترتیبی ( Sequential Injection )

سوخت به صورت زمان‌بندی‌شده و جداگانه به هر سیلندر تزریق می‌شود.
مزایا: افزایش راندمان و کاهش مصرف سوخت.
معایب: پیچیدگی بیشتر نسبت به MPI.
کاربرد: خودروهای مدرن با نیاز به کنترل دقیق‌تر احتراق.

سیستم تزریق مستقیم بنزین ( Gasoline Direct Injection – GDI )

سوخت مستقیماً به داخل محفظه احتراق تزریق می‌شود.
مزایا: راندمان بالا، مصرف سوخت کمتر، کاهش آلایندگی.
معایب: هزینه تولید بالا، احتمال رسوب‌گذاری کربنی.
کاربرد: خودروهای پیشرفته، موتورهای توربوشارژ و با تراکم بالا.

سیستم تزریق مشترک ( Common Rail )

بیشتر در موتورهای دیزلی استفاده می‌شود و سوخت تحت فشار بالا به انژکتورها ارسال می‌شود.
مزایا: عملکرد دقیق، کاهش آلایندگی، کارایی بالا.
معایب: هزینه تولید و تعمیرات بالا.
کاربرد: موتورهای دیزلی سبک و سنگین.

سیستم تزریق پورت شده ( Port Fuel Injection – PFI )

سوخت به منیفولد ورودی و نزدیک سوپاپ ورودی تزریق می‌شود.
مزایا: سادگی، هزینه کمتر، کاهش رسوبات کربنی.
معایب: راندمان کمتر نسبت به GDI.
کاربرد: خودروهای اقتصادی و با تکنولوژی سنتی.

سیستم تزریق طبقه‌بندی‌شده ( Stratified Injection )

مخلوط سوخت و هوا در نزدیکی شمع به صورت غنی‌تر و در بقیه محفظه رقیق‌تر است.
مزایا: کاهش مصرف سوخت، افزایش راندمان.
معایب: پیچیدگی بالا، حساسیت به کیفیت سوخت.
کاربرد: خودروهای با فناوری بالا و استانداردهای آلایندگی سخت‌گیرانه.

بخش ‌های سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری

سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری به طور کلی از اجزای مختلفی تشکیل شده که در زیر به صورت مختصر ذکر شده است:

انژکتورها: قطعاتی هستند که سوخت را تحت فشار از پمپ سوخت به داخل سیلندر یا در مسیر هوای ورودی تزریق می‌کنند.
پمپ سوخت: سوخت را از مخزن به انژکتورها می‌فرستد.
واحد کنترل الکترونیکی ( ECU ): مغز سیستم انژکتوری است که تمام اطلاعات مربوط به موتور، شرایط دما، فشار، سرعت و دیگر پارامترها را جمع‌آوری کرده و دستورات لازم برای کنترل انژکتورها را ارسال می‌کند.
حسگرها: شامل حسگرهای دما، فشار هوا، موقعیت دریچه گاز، اکسیژن و حسگرهای دیگر است که اطلاعات دقیق از وضعیت موتور را به ECU ارسال می‌کنند.
ریگولاتور فشار سوخت: فشار سوخت را در سیستم ثابت نگه می‌دارد تا انژکتورها بتوانند سوخت را با فشار مناسب تزریق کنند.
مخزن سوخت: مانند سیستم کاربراتوری، سوخت از مخزن به داخل پمپ سوخت فرستاده می‌شود.
شیرها و فیلترها: برای کنترل جریان سوخت و فیلتر کردن ناخالصی‌ها استفاده می‌شود.
سوزن‌های تنظیم سوخت: در سیستم‌های انژکتوری چند نقطه‌ای، این سوزن‌ها برای هر سیلندر به طور مستقل سوخت را تزریق می‌کنند.
شمع‌ها: شمع‌ها نیز در این سیستم نقش دارند چون باید با دقت و به موقع سوخت را مشتعل کنند تا عملکرد موتور بهینه باشد.

مقایسه سیستم و بخش های کاربراتوری و انژکتوری

دقت و کنترل: سیستم انژکتوری به مراتب دقیق‌تر از کاربراتوری است زیرا نسبت سوخت به هوا را با دقت بیشتری تنظیم می‌کند.
مصرف سوخت: سیستم انژکتوری به دلیل تزریق دقیق سوخت، مصرف سوخت کمتری دارد.
آلودگی: در سیستم انژکتوری به دلیل دقت در تزریق سوخت، آلاینده‌ها به حداقل می‌رسند، در حالی که در سیستم کاربراتوری ممکن است آلاینده‌ها بیشتر باشند.
کارایی و عملکرد: سیستم انژکتوری کارایی بهتری دارد و موتور می‌تواند عملکرد بهتری در شرایط مختلف داشته باشد.
در سیستم کاربراتوری، بیشتر کارها به صورت مکانیکی و با تنظیم دستی انجام می‌شود، مانند تنظیم دریچه گاز و تنظیم سوزن‌ها ولی در سیستم انژکتوری، بیشتر تنظیمات به صورت الکترونیکی انجام می‌شود و از حسگرها و ECU برای کنترل دقیق جریان سوخت استفاده می‌شود.

نتیجه‌گیری

در نهایت، با توجه به پیشرفت‌های تکنولوژیکی و نیاز به کاهش مصرف سوخت و آلاینده‌ها، سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری به تدریج جایگزین سیستم کاربراتوری در خودروهای مدرن شده است. این سیستم‌ها به خودروها کمک می‌کنند تا عملکرد بهتری داشته باشند و در عین حال مصرف سوخت و آلاینده‌ها را کاهش دهند.