موتور انژکتوری (موتور با انژکتور، موتور تزریق سوخت الکترونیکی انگلیسی) یک نوع مدرن موتور احتراق داخلی است که مجهز به سیستم تزریق سوخت انژکتوری است که جایگزین موتورها با کاربراتور می شود. امروزه خودروهای بنزینی جدید منحصراً به یک انژکتور مجهز می شوند، زیرا این راه حل می تواند اطمینان حاصل کند که نیروگاه از استانداردهای سختگیرانه در مورد کارایی و سمیت گازهای خروجی برخوردار است.
کاربراتور از نظر راندمان کلی نسبت به انژکتور ضرر می کند، زیرا موتورهای انژکتوری با ثبات تر کار می کنند، خودرو دینامیک شتاب بهبود یافته را دریافت می کند. واحد تزریق سوخت کمتری مصرف می کند، محتوای مواد مضر در اگزوز کاهش می یابد، زیرا سوخت به طور کامل می سوزد. کنترل سیستم کاملاً خودکار است (برخلاف کاربراتور)، یعنی در حین کار نیازی به تنظیم دستی ندارد. در مورد موتورهای دیزلی، سیستم تزریق سوخت دیزل در چنین موتورهایی دارای تعدادی تفاوت در طراحی است، اگرچه اصل کلی عملکرد انژکتور دیزل مانند همتایان بنزینی باقی می ماند.
نحوه عملکرد انژکتور
سیستم تزریق شامل چندین عنصر اضافی از جمله سنسورها، یک کنترلر، یک پمپ بنزین و یک تنظیم کننده فشار است. این کنترلر اطلاعاتی را از سنسورهای متعدد دریافت می کند که به الکترونیک در مورد مصرف هوا، سرعت میل لنگ، دمای مایع خنک کننده، ولتاژ شبکه خودکار، موقعیت دریچه گاز و بسیاری از داده های مهم دیگر اطلاع می دهد. بر اساس اطلاعات دریافتی، کنترل کننده (یا ECU - یک واحد کنترل الکترونیکی) منبع سوخت را دوز می کند و سایر سیستم ها، دستگاه های خودکار را کنترل می کند و از بهینه ترین عملکرد موتور اطمینان می دهد.
طرح عملکرد انژکتور را می توان به روش دیگری نیز در نظر گرفت: یک پمپ الکتریکی سوخت را پمپ می کند، یک تنظیم کننده فشار اختلاف فشار را در انژکتورها و منیفولد ورودی ایجاد می کند و کنترل کننده با دریافت اطلاعات از سنسورها، سیستم های موتور را کنترل می کند. تامین سوخت، توزیع احتراق.
مزایا و معایب انژکتور
یکی از مزیت های اصلی مصرف سوخت کمتر در مقایسه با موتور کاربراتوری به دلیل تزریق نقطه ای است. همچنین، دوز دقیق، احتراق تقریباً کامل سوخت را در سیلندرها تضمین می کند که سمیت گازهای خروجی را کاهش می دهد. در نتیجه عملکرد انژکتور، موتور در بهینه ترین حالت کار می کند که قدرت آن را (حدود 5-10٪) افزایش می دهد و عمر مفید آن را افزایش می دهد.
از دیگر مزایای آن می توان به استارت راحت تر در زمستان (گرمایش نیازی نیست) و واکنش سریع به تغییرات بار اشاره کرد که خواص دینامیکی خودرو را بهبود می بخشد. اما اشکالاتی نیز وجود داشت: انژکتور گرانتر از سیستم کاربراتور است و تعمیر آن بسیار پیچیده و گران است. اگر تعمیر و نگهداری کاربراتور اغلب به شستشو، پاکسازی ختم می شود، پس فقط تشخیص باکیفیت انژکتور به تجهیزات خاصی نیاز دارد که با توجه به مشخصات روسی، در هر سرویس خودرو در دسترس نیست. 
طرح انژکتور
اگر وارد جنگل "مغز الکترونیکی" ماشین ما نشدید، طرح عملکرد انژکتور به شرح زیر است. سنسورهای متعددی اطلاعاتی در مورد: چرخش میل لنگ، مصرف هوا، دمای مایع خنک کننده موتور، سوپاپ گاز، ضربه موتور، مصرف سوخت، حالت سرعت، ولتاژ شبکه داخل خودرو و غیره دریافت می کنند.
کنترل کننده با دریافت این اطلاعات در مورد پارامترهای خودرو، سیستم ها و دستگاه ها را کنترل می کند، به ویژه: تامین سوخت، سیستم احتراق، کنترل کننده سرعت دور آرام، سیستم تشخیصی و غیره. تغییر در پارامترهای عملیاتی سیستم تزریق انژکتور بر اساس داده های دریافتی به طور سیستماتیک تغییر می کند.
دستگاه ساده ترین انژکتور
انژکتور شامل عناصر فعال کننده ای مانند:
- پمپ بنزین (برقی)
- ECU (کنترل کننده)
- تنظیم کننده ی فشار،
- حسگرها
- نازل (انژکتور).
بر این اساس، مدار انژکتور: پمپ سوخت الکتریکی سوخت را تامین می کند، تنظیم کننده فشار اختلاف فشار را در انژکتورها (نازل ها) و هوای منیفولد ورودی را حفظ می کند. کنترل کننده اطلاعات حسگرها را پردازش می کند: دما، انفجار، میل بادامک و میل لنگ، و احتراق، سیستم های تامین سوخت و غیره را کنترل می کند.
سیستم تزریق سوخت برای همه خوب است، اما بدون ویژگی های خاص خود نبود. طرفداران کاربراتورها آنها را کاستی می نامند. از ویژگی های انژکتور می توان با خیال راحت نام برد: هزینه نسبتاً بالای اجزای انژکتور، قابلیت نگهداری کم، الزامات بالا برای کیفیت و ترکیب سوخت، نیاز به تجهیزات ویژه برای تشخیص و هزینه بالای تعمیر.
حالا بیایید از داستانی در مورد نحوه عملکرد و ظاهر انژکتور به یک کمک بصری برویم. در ویدیو اصل کار انژکتور را مشاهده خواهید کرد و همه آنچه در بالا نوشته شده است بلافاصله برای شما روشن می شود.
کمی تاریخچه
چنین سیستم قدرتی از اواسط دهه 80، زمانی که استانداردهای انتشار زیست محیطی شروع به معرفی کردند، به طور فعال روی خودروها نصب شده است. ایده سیستم قدرت تزریق خیلی زودتر، در دهه 30 ظاهر شد. اما پس از آن وظیفه اصلی در اگزوز سازگار با محیط زیست نبود، بلکه در افزایش قدرت بود.
اولین سیستم های تزریق در هوانوردی جنگی مورد استفاده قرار گرفت. در آن زمان این یک طراحی کاملاً مکانیکی بود که عملکرد خود را به خوبی انجام می داد. با ظهور موتورهای جت، استفاده از انژکتورها در هواپیماهای نظامی عملاً متوقف شد. در اتومبیل ها ، انژکتور مکانیکی به خصوص گسترده نبود ، زیرا نمی توانست عملکردهای تعیین شده را به طور کامل انجام دهد. واقعیت این است که حالت های موتور خودرو بسیار بیشتر از هواپیما تغییر می کند و سیستم مکانیکی زمان مناسبی برای انطباق با عملکرد موتور به موقع نداشت. در این زمینه کاربراتور برنده شد.
اما توسعه فعال الکترونیک یک "زندگی دوم" به سیستم تزریق بخشید. و مبارزه برای کاهش انتشار مواد مضر نقش مهمی در این امر ایفا کرد. در جستجوی جایگزینی برای کاربراتور، که دیگر استانداردهای زیست محیطی را رعایت نمی کرد، طراحان به سیستم تزریق بازگشتند، اما عملکرد و طراحی آن را به طور اساسی اصلاح کردند.
انواع انژکتور
اولین انژکتورهایی که به طور انبوه در موتورهای بنزینی مورد استفاده قرار می گرفتند، هنوز مکانیکی بودند، اما قبلاً دارای عناصر الکتریکی بودند که به عملکرد بهتر موتور کمک می کردند.
سیستم تزریق مدرن شامل تعداد زیادی از عناصر الکترونیکی است و کل عملکرد سیستم توسط یک کنترلر کنترل می شود که به عنوان واحد کنترل الکترونیکی نیز شناخته می شود.
در مجموع، سه نوع سیستم تزریق وجود دارد که در نوع تامین سوخت متفاوت است:
- مرکزی؛
- توزیع شده؛
- فوری
1. مرکزی
سیستم تزریق مرکزی در حال حاضر منسوخ شده است. ماهیت آن این است که سوخت در یک مکان تزریق می شود - در ورودی به منیفولد ورودی، جایی که با هوا مخلوط شده و روی سیلندرها توزیع می شود. در این حالت عملکرد آن بسیار شبیه کاربراتور است با تنها تفاوت این که سوخت تحت فشار تامین می شود. این امر اتمیزه شدن و اختلاط بهتر آن با هوا را تضمین می کند. اما تعدادی از عوامل می تواند بر پر شدن یکنواخت سیلندرها تأثیر بگذارد.
سیستم مرکزی با طراحی ساده و پاسخ سریع به تغییرات در پارامترهای عملیاتی نیروگاه متمایز شد. اما نتوانست وظایف خود را به طور کامل انجام دهد.به دلیل تفاوت در پر شدن سیلندرها امکان دستیابی به احتراق مطلوب سوخت در سیلندرها وجود نداشت.
2. توزیع شده
سیستم توزیع شده در حال حاضر بهینه ترین است و در بسیاری از وسایل نقلیه استفاده می شود. با این انژکتور، سوخت برای هر سیلندر به طور جداگانه عرضه می شود، البته به منیفولد ورودی نیز تزریق می شود. برای اطمینان از تامین جداگانه، عناصر تامین کننده سوخت در نزدیکی سر بلوک نصب می شوند و بنزین به ناحیه دریچه عرضه می شود.
به لطف این طراحی، امکان دستیابی به انطباق با نسبت های مخلوط هوا و سوخت برای اطمینان از احتراق مطلوب وجود دارد. خودروهای دارای چنین سیستمی اقتصادی ترند، اما در عین حال توان خروجی بیشتر است و محیط زیست را کمتر آلوده می کنند.
معایب یک سیستم توزیع شده شامل طراحی پیچیده تر و حساسیت به کیفیت سوخت است.
3. مستقیم
سیستم تزریق مستقیم در حال حاضر پیشرفته ترین است. تفاوت آن در این است که سوخت مستقیماً به سیلندرها تزریق می شود ، جایی که قبلاً با هوا مخلوط شده است. این سیستم در اصل بسیار شبیه به دیزل است. این امکان را به شما می دهد که مصرف بنزین را بیشتر کاهش دهید و توان خروجی بیشتری را ارائه می دهد، اما از نظر طراحی بسیار پیچیده است و کیفیت بنزین بسیار سخت است.
کامپوننت الکترونیکی
عنصر اصلی بخش الکترونیکی سیستم یک واحد الکترونیکی است که از یک کنترلر و یک واحد حافظه تشکیل شده است. این طراحی همچنین شامل تعداد زیادی سنسور است که بر اساس خوانش آنها ECU سیستم را کنترل می کند.
ECU برای کار خود از خوانش سنسورها استفاده می کند:
- کاوشگر لامبدا این سنسوری است که هوای نسوخته باقی مانده در گازهای خروجی را تشخیص می دهد. بر اساس قرائت های پروب لامبدا، ECU نحوه تشکیل مخلوط را در نسبت های مورد نیاز ارزیابی می کند. در سیستم اگزوز خودرو نصب می شود.
- سنسور جریان هوای انبوه (مخفف DMRV). این سنسور مقدار هوای عبوری از مجموعه دریچه گاز را در هنگام مکش توسط سیلندرها تعیین می کند. واقع در محفظه عنصر فیلتر هوا؛
- سنسور موقعیت دریچه گاز (خلاصه TPS). این سنسور سیگنالی در مورد موقعیت پدال گاز می دهد. نصب شده در مونتاژ دریچه گاز؛
- سنسور دمای نیروگاه بر اساس خوانش این عنصر، ترکیب مخلوط بسته به دمای موتور تنظیم می شود. واقع در نزدیکی ترموستات؛
- سنسور موقعیت میل لنگ (مخفف DPKV). بر اساس قرائت این سنسور، سیلندر تعیین می شود که در آن باید بخشی از سوخت تامین شود، زمان تامین بنزین و جرقه زدن. نصب شده در نزدیکی قرقره میل لنگ؛
- سنسور ضربه ای. تشخیص تشکیل احتراق انفجار و اقدامات لازم برای از بین بردن آن ضروری است. واقع در بلوک سیلندر؛
- سنسور سرعت. برای ایجاد تکانه هایی لازم است که بر اساس آن سرعت ماشین محاسبه می شود. بر اساس شهادت او، مخلوط سوخت تنظیم شده است. نصب شده بر روی جعبه دنده؛
- سنسور فاز برای تعیین موقعیت زاویه ای میل بادامک طراحی شده است. ممکن است در برخی خودروها موجود نباشد. اگر این سنسور در موتور وجود داشته باشد، تزریق فازی انجام می شود، یعنی ضربه باز شدن فقط برای یک انژکتور خاص دریافت می شود. اگر این سنسور وجود نداشته باشد، انژکتورها در حالت جفتی کار می کنند، زمانی که سیگنال باز شدن همزمان به دو انژکتور ارسال می شود. نصب شده در سر بلوک؛
اکنون به طور خلاصه در مورد نحوه عملکرد همه چیز. پمپ سوخت الکتریکی کل سیستم را با سوخت پر می کند. کنترل کننده خوانش ها را از همه حسگرها دریافت می کند، آنها را با داده های ذخیره شده در بلوک حافظه مقایسه می کند. اگر قرائت ها مطابقت نداشته باشند، عملکرد سیستم قدرت را به گونه ای تصحیح می کند که حداکثر انطباق دریافتی حاصل شود.
داده های ذخیره شده در بلوک حافظه
در مورد تامین سوخت، بر اساس داده‌های حسگرها، کنترل‌کننده زمان باز شدن انژکتورها را محاسبه می‌کند تا از مقدار بهینه بنزین عرضه‌شده برای ایجاد مخلوط هوا و سوخت در نسبت مورد نیاز اطمینان حاصل کند.
اگر یکی از سنسورها خراب شود، کنترلر به حالت اضطراری می رود. یعنی مقدار متوسط قرائت های سنسور معیوب را می گیرد و از آنها برای کار استفاده می کند. در این مورد، تغییر در عملکرد موتور امکان پذیر است - مصرف افزایش می یابد، قدرت کاهش می یابد، وقفه در کار ظاهر می شود. اما این در مورد DPKV صدق نمی کند، اگر خراب شود، موتور نمی تواند کار کند. 
تفاوت بین موتور تزریقی و کاربراتور چیست؟
انژکتور روشی اساسی برای تامین سوخت محفظه احتراق در مقایسه با کاربراتور است. به عبارت دیگر، در موتور انژکتوری، بیشترین تغییرات طراحی بر سیستم منبع تغذیه و سوخت رسانی تاثیر گذاشته است. در موتور کاربراتوری، بنزین با مقدار معینی هوا در یک دستگاه خارجی (کاربراتور) مخلوط می شود. پس از مکیده شدن مخلوط سوخت و هوا به داخل سیلندرهای موتور. موتور انژکتوری دارای نازل های تزریق ویژه ای است که به صورت اندازه گیری شده سوخت را تحت فشار تزریق می کند و پس از آن بخشی از سوخت با هوا مخلوط می شود. اگر بازده تامین سوخت توسط انژکتور و کاربراتور را مقایسه کنیم، موتور با انژکتور تا 15 درصد قدرتمندتر است. صرفه جویی قابل توجهی در سوخت نیز در حالت های مختلف کارکرد موتور ذکر شده است.
اختلالات مکرر انژکتور
از آنجایی که انژکتور یک سیستم چند جزئی پیچیده است، ممکن است عناصر جداگانه در طول زمان از کار بیفتند. وظیفه اصلی انژکتور بالاترین بازده ممکن احتراق سوخت است که با حفظ یک ترکیب کاملاً مشخص از مخلوط کاری سوخت و هوا به دست می آید. در نتیجه، هرگونه نقص در عملکرد سنسورهای الکترونیکی منجر به عدم تعادل در عملکرد کل سیستم تزریق می شود، ممکن است سرعت در حالت آرام یا در حرکت شناور شود، موتور ممکن است سه برابر شود یا روشن نشود، تغییر رنگ اگزوز مشاهده شود و غیره.
در برخی موارد، ECU می تواند موتور را در حالت اضطراری قرار دهد. واحد قدرت در چنین شرایطی شتاب پیدا نمی کند ، "چک" روی داشبورد روشن می شود و غیره. یکی دیگر از دلایل خرابی انژکتور، آلودگی عناصر فیلتر در سیستم سوخت رسانی یا خود نازل های تزریق در نتیجه استفاده از بنزین بی کیفیت است. برای حفظ عملکرد، فیلتر بنزین باید به موقع تعویض شود. توجه کمتری، به ویژه در خودروهایی با مسافت پیموده شده بیش از 50-70 هزار کیلومتر، مستحق فیلتر مش پمپ سوخت است. توری مشخص شده پمپ بنزین توصیه می شود تعویض یا تمیز شود.
همچنین شستشوی مخزن سوخت هر چند سال یک بار به موازات تعویض یا تمیز کردن فیلتر درشت پمپ بنزین، مطلوب است. توجه داشته باشید که شناسایی و رفع نقص عملکرد انژکتور به موقع مهم است، زیرا خرابی در عملکرد آن می تواند به طور قابل توجهی وضعیت کلی موتور احتراق داخلی را بدتر کند و منجر به خرابی های دیگر شود. با توجه به گرفتگی انژکتورهای سوخت، در این حالت موتور بدتر روشن می شود، قدرت خود را از دست می دهد و شروع به مصرف سوخت بیشتر می کند. نقض شکل جت پاشش سوخت (به ویژه در موتورهای با تزریق مستقیم) منجر به گرمای بیش از حد موضعی، انفجار موتور، فرسودگی سوپاپ و غیره می شود.
همچنین، انژکتورها می توانند سوخت را "ریختن" کنند، یعنی پس از توقف ضربه از ECU بسته نمی شوند. در این حالت، سوخت اضافی وارد محفظه احتراق می شود، سپس می تواند از طریق نشتی در محل نصب رینگ پیستون، به سیستم اگزوز و سیستم روغن کاری موتور نفوذ کند. در چنین شرایطی، کل موتور به شدت آسیب می بیند، زیرا بنزین روغن را رقیق می کند و روغن کاری قطعات بارگذاری شده خراب می شود. وجود سوخت در سیستم اگزوز باعث از کار افتادن مبدل کاتالیزوری (کاتالیست) می شود که گازهای خروجی اگزوز را از ترکیبات مضر پاک می کند.
برای جلوگیری از خرابی انژکتور، نازل ها باید به طور دوره ای تمیز شوند. واقعیت این است که وجود کسری و ناخالصی در بنزین به تدریج باعث آلودگی انژکتورها می شود که عملکرد آنها را کاهش می دهد و همچنین کیفیت پاشش سوخت را نقض می کند. دو روش برای تمیز کردن نازل ها وجود دارد: با برداشتن یا مستقیماً روی دستگاه. روش تمیز کردن نازل های انژکتور در خودرو فرض می کند که یک مایع شستشوی مخصوص از داخل انژکتورها عبور داده می شود تا انژکتور را تمیز کند.
این روش شامل این واقعیت است که خط سوخت از ریل سوخت جدا می شود، پس از آن، به جای پمپ بنزین، یک کمپرسور مخصوص به جای پمپ بنزین شروع به پمپاژ مایع شستشو به سیستم می کند. یکی دیگر از گزینه های تمیز کردن انژکتور، تمیز کردن با برداشتن نازل ها در حمام اولتراسونیک یا روی پایه مخصوص شستشو است. در مورد اولتراسوند، نازل ها در یک دستگاه یا حمام مخصوص قرار می گیرند، جایی که ارتعاشات موج رسوبات را "شکستن" می کند. شستشوی انژکتورها با برداشتن روی پایه روشی است که عملکرد انژکتورها در موتور شبیه سازی می شود، در حالی که مایع شستشو به جای بنزین از آنها عبور می کند.
