الحاقن - ما هذا؟ كيف يعمل وما الغرض منه
محتوى
في عالم السيارات ، هناك نوعان من أنظمة الوقود المستخدمة في محركات الاحتراق الداخلي. الأول هو المكربن ، والثاني هو الحقن. إذا كانت جميع السيارات مجهزة في وقت سابق بمكربن (وكانت قوة محرك الاحتراق الداخلي تعتمد أيضًا على عددها) ، فيتم استخدام حاقن في أحدث أجيال سيارات معظم مصنعي السيارات.
ضع في اعتبارك كيف يختلف هذا النظام عن نظام المكربن ، وما هي أنواع الحاقنات ، وما هي مزاياها وعيوبها.
ما هو الحاقن؟
الحاقن هو نظام كهروميكانيكي في السيارة يشارك في تكوين خليط من الهواء / الوقود. يشير هذا المصطلح إلى حاقن الوقود الذي يضخ الوقود ، ولكنه يشير أيضًا إلى نظام الوقود متعدد الرذاذ.
يعمل الحاقن على أي نوع من الوقود ، بفضل استخدامه في محركات الديزل والبنزين والغاز. في حالة معدات البنزين والغاز ، سيكون نظام الوقود للمحرك متطابقًا (بفضل هذا ، من الممكن تركيب معدات غاز البترول المسال عليها لتجميع الوقود). مبدأ تشغيل نسخة الديزل متطابق ، إلا أنه يعمل تحت ضغط عالٍ.
الحاقن - تاريخ الظهور
ظهرت أنظمة الحقن الأولى في نفس وقت ظهور المكربن. كان الإصدار الأول من الحاقن هو الحقن الفردي. أدرك المهندسون على الفور أنه إذا كان من الممكن قياس معدل تدفق الهواء الداخل إلى الأسطوانات ، فمن الممكن تنظيم إمداد مقنن للوقود تحت الضغط.
في تلك الأيام ، لم يتم استخدام الحاقنات على نطاق واسع ، لأن التقدم العلمي والتقني في ذلك الوقت لم يصل إلى مثل هذا التطور الذي جعل السيارات المزودة بمحركات الحقن متاحة لسائقي السيارات العاديين.
أبسط من حيث التصميم ، فضلا عن التكنولوجيا الموثوقة ، كانت المكربن. علاوة على ذلك ، عند تثبيت إصدارات حديثة أو عدة أجهزة على محرك واحد ، كان من الممكن زيادة أدائها بشكل كبير ، مما يؤكد مشاركة هذه السيارات في مسابقات السيارات.
ظهرت الحاجة الأولى للحاقنات في المحركات المستخدمة في الطيران. بسبب الأحمال الزائدة المتكررة والشديدة ، لم يتدفق الوقود جيدًا عبر المكربن. لهذا السبب ، تم استخدام تقنية الحقن القسري للوقود (الحاقن) المتقدمة في المقاتلين خلال الحرب العالمية الثانية.
نظرًا لأن الحاقن نفسه يخلق الضغط اللازم لتشغيل الوحدة ، فإنه لا يخاف من الأحمال الزائدة التي تعاني منها الطائرة أثناء الطيران. توقفت حاقنات الطيران عن التحسن عندما بدأت المحركات النفاثة في استبدال المحركات المكبسية.
في نفس الفترة ، لفت مطورو السيارات الرياضية الانتباه إلى مزايا الحقن. بالمقارنة مع المكربن ، زود الحاقن المحرك بقوة أكبر لنفس حجم الأسطوانة. تدريجيًا ، انتقلت التكنولوجيا المبتكرة من الرياضة إلى النقل المدني.
في صناعة السيارات ، بدأ إدخال الحقن مباشرة بعد الحرب العالمية الثانية. كانت Bosch رائدة في تطوير أنظمة الحقن. أولاً ، ظهر المحقن الميكانيكي K-Jetronic ، ثم ظهرت نسخته الإلكترونية - KE-Jetronic. بفضل إدخال الإلكترونيات ، تمكن المهندسون من زيادة أداء نظام الوقود.
كيف يعمل الحاقن
يتضمن أبسط نظام من نوع الحقن العناصر التالية:
- وحدة نقدية أوروبية ؛
- مضخة بنزين كهربائية
- فوهة (حسب نوع النظام ، يمكن أن تكون واحدة أو أكثر) ؛
- مستشعرات الهواء والخانق.
- التحكم في ضغط الوقود.
يعمل نظام الوقود وفقًا للمخطط التالي:
- يسجل مستشعر الهواء الحجم الذي يدخل المحرك ؛
- منه تذهب الإشارة إلى وحدة التحكم. بالإضافة إلى هذه المعلمة ، يتلقى الجهاز الرئيسي معلومات من أجهزة أخرى - مستشعر العمود المرفقي ، ودرجة حرارة المحرك والهواء ، وصمام الخانق ، وما إلى ذلك ؛
- تقوم الكتلة بتحليل البيانات وتحسب بالضغط وفي أي لحظة لتزويد الوقود إلى غرفة الاحتراق أو المشعب (حسب نوع النظام) ؛
- تنتهي الدورة بإشارة لفتح إبرة الفوهة.
مزيد من التفاصيل حول كيفية عمل نظام الحقن في السيارة موضحة في الفيديو التالي:
جهاز الحاقن
تم تطوير الحاقن لأول مرة في عام 1951 بواسطة Bosch. تم استخدام هذه التكنولوجيا في Goliath 700 ذات الشوطين. بعد ثلاث سنوات ، تم تثبيته في مرسيدس 300 SL.
نظرًا لأن نظام الوقود هذا كان فضولًا وكان مكلفًا للغاية ، فقد ترددت شركات تصنيع السيارات في إدخاله في خط وحدات الطاقة. مع تشديد اللوائح البيئية في أعقاب أزمة الوقود العالمية ، اضطرت جميع العلامات التجارية إلى التفكير في تجهيز سياراتهم بمثل هذا النظام. كان التطوير ناجحًا للغاية بحيث تم تجهيز جميع السيارات اليوم بحاقن افتراضيًا.
إن تصميم النظام نفسه ومبدأ تشغيله معروفان بالفعل. أما المرذاذ نفسه ، فيشمل جهازه العناصر التالية:
- ختم مطاطي لا يسمح بدخول الهواء إلى دائرة الخط في المكان الذي يتم فيه توصيل خلية الوقود ؛
- مرشح دقيق يمنع انسداد فتحة الرش ؛
- موصل لتوصيل الأسلاك.
- مغناطيس كهربائي - يضبط الإبرة في الحركة ؛
- ينشط لف المغناطيس الكهربائي حركة المغناطيس نفسه ؛
- زنبرك يعيد الإبرة المرفوعة إلى مكانها ؛
- سدادة مطاطية تمنع دخول الهواء بين مشعب السحب وجدران الفوهة ؛
- إبرة - تؤدي وظيفة الصمام الذي يتم من خلاله حقن الوقود ؛
- النماذج المستخدمة في أنظمة الحقن المباشر لها غطاء حماية إضافي. يمنع ارتفاع درجة حرارة السكن عند اشتعال HTS.
أنواع فوهات الحاقن
أيضًا ، تختلف الفوهات فيما بينها في مبدأ الانحلال بالوقود. فيما يلي معالمهم الرئيسية.
فوهة كهرومغناطيسية
تم تجهيز معظم محركات البنزين بمثل هذه الحقن فقط. تحتوي هذه العناصر على صمام ملف لولبي بإبرة وفوهة. أثناء تشغيل الجهاز ، يتم تطبيق الجهد على لف المغناطيس.
يتم التحكم في تردد النبض بواسطة وحدة التحكم. عندما يتم تطبيق تيار على اللف ، يتشكل فيه مجال مغناطيسي للقطبية المقابلة ، والذي يتحرك بسببه محرك الصمام ، ومعه ترتفع الإبرة. بمجرد أن يختفي التوتر في اللف ، يحرك الزنبرك الإبرة إلى مكانها. يعمل ضغط الوقود المرتفع على تسهيل إعادة آلية القفل.
فوهة كهروهيدروليكية
يستخدم هذا النوع من الرش في محركات الديزل (بما في ذلك تعديل سكة وقود السكك الحديدية المشتركة). يحتوي البخاخ أيضًا على صمام ملف لولبي ، فقط الفوهة بها لوحات (مدخل وتصريف). مع إلغاء تنشيط المغناطيس الكهربائي ، تظل الإبرة في مكانها ويتم الضغط عليها مقابل المقعد بواسطة ضغط الوقود.
عندما يرسل الكمبيوتر إشارة إلى دواسة التصريف ، يدخل وقود الديزل إلى خط الوقود. يصبح الضغط على المكبس أقل ، لكنه لا ينقص على الإبرة. بسبب هذا الاختلاف ، ترتفع الإبرة ومن خلال الفتحة يدخل وقود الديزل إلى الأسطوانة تحت ضغط عالٍ.
فوهة كهرضغطية
هذا هو أحدث تطور في مجال أنظمة الحقن. يستخدم بشكل رئيسي في محركات الديزل. من مزايا هذا التعديل ، مقارنةً بالأول ، أنه يعمل أسرع أربع مرات. بالإضافة إلى ذلك ، تكون الجرعة في هذه الأجهزة أكثر دقة.
يشتمل جهاز هذه الفوهة أيضًا على صمام وإبرة ، ولكنه يشتمل أيضًا على عنصر كهرضغطية مزود بدافع. يعمل المرذاذ على مبدأ اختلاف الضغط ، كما في حالة التناظرية الكهروهيدروليكية. الاختلاف الوحيد هو البلورة البيزو ، التي تغير طولها تحت الضغط. عندما يتم تطبيق نبضة كهربائية عليه ، يصبح طوله أطول.
يعمل الكريستال على الدافع. هذا يحرك الصمام مفتوحا. يدخل الوقود إلى الخط ويتشكل اختلاف في الضغط ، حيث تفتح الإبرة الفتحة لرش وقود الديزل.
أنواع أنظمة الحقن
كانت التصميمات الأولى للحاقنات تحتوي على مكونات كهربائية جزئيًا فقط. يتكون معظم التصميم من مكونات ميكانيكية. تم تجهيز أحدث جيل من الأنظمة بالفعل بمجموعة متنوعة من العناصر الإلكترونية التي تضمن التشغيل المستقر للمحرك وجرعة الوقود الأعلى جودة.
حتى الآن ، تم تطوير ثلاثة أنظمة فقط لحقن الوقود:
- حقن أحادي.
- متعدد الحقن
- حقن مباشر.
نظام الحقن المركزي (حقن واحد)
في السيارات الحديثة ، مثل هذا النظام غير موجود عمليا. يحتوي على حاقن وقود واحد ، يتم تثبيته في مشعب السحب ، تمامًا مثل المكربن. في المشعب ، يخلط البنزين بالهواء ويدخل الأسطوانة المقابلة بمساعدة الجر.
يختلف محرك المكربن \ uXNUMXb \ uXNUMXb عن محرك الحقن بحقنة واحدة فقط في الحالة الثانية ، يتم إجراء الانحلال القسري. هذا يقسم الدفعة إلى جزيئات صغيرة أكثر. يوفر هذا احتراقًا محسنًا لـ BTC.
ومع ذلك ، فإن هذا النظام له عيب كبير ، ولهذا سرعان ما أصبح قديمًا. نظرًا لتركيب البخاخ بعيدًا جدًا عن صمامات السحب ، تم ملء الأسطوانات بشكل غير متساو. أثر هذا العامل بشكل كبير على استقرار محرك الاحتراق الداخلي.
نظام الحقن الموزع (متعدد الحقن)
استبدل نظام الحقن المتعدد بسرعة النظير المذكور أعلاه. حتى الآن ، يعتبر الأكثر مثالية لمحركات البنزين. في ذلك ، يتم إجراء الحقن أيضًا في مشعب السحب ، هنا فقط يتوافق عدد الحقن مع عدد الأسطوانات. يتم تثبيتها في أقرب مكان ممكن من صمامات السحب ، وبفضل ذلك تتلقى حجرة كل أسطوانة خليط وقود الهواء مع التركيبة المرغوبة.
أتاح نظام الحقن الموزع تقليل "الشراهة" للمحركات دون فقد الطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، تتوافق هذه الآلات مع المعايير البيئية أكثر من نظيراتها من المكربن (وتلك المجهزة بحقنة واحدة).
العيب الوحيد لهذه الأنظمة هو أنه نظرًا لوجود عدد كبير من المشغلات ، فإن ضبط وصيانة نظام الوقود أمر صعب بما يكفي لأدائه في المرآب الخاص بك.
نظام الحقن المباشر
هذا هو أحدث تطوير يتم تطبيقه على محركات البنزين والغاز. أما بالنسبة لمحركات الديزل فهي النوع الوحيد من الحقن الذي يمكن استخدامه فيها.
في نظام الوقود المباشر ، تحتوي كل أسطوانة على حاقن فردي ، كما هو الحال في النظام الموزع. الفرق الوحيد هو أن الرشاشات مثبتة مباشرة فوق غرفة الاحتراق بالأسطوانة. يتم الرش مباشرة في تجويف العمل ، وتجاوز الصمام.
يتيح هذا التعديل زيادة كفاءة المحرك وتقليل استهلاكه بشكل أكبر وجعل محرك الاحتراق الداخلي أكثر صداقة للبيئة بسبب الاحتراق عالي الجودة لخليط الوقود والهواء. كما في حالة التعديل السابق ، فإن هذا النظام له هيكل معقد ويتطلب وقودًا عالي الجودة.
الفرق بين المكربن والحاقن
يتمثل الاختلاف الأكثر أهمية بين هذه الأجهزة في مخطط تشكيل MTC ومبدأ تقديمها. كما اكتشفنا ، يقوم الحاقن بالحقن القسري للبنزين أو الغاز أو وقود الديزل وبسبب الانحلال ، يختلط الوقود بشكل أفضل مع الهواء. في المكربن ، تلعب جودة الدوامة التي يتم إنشاؤها في غرفة الهواء دورًا رئيسيًا.
لا يستهلك المكربن الطاقة الناتجة عن المولد ، ولا يتطلب تشغيل إلكترونيات معقدة. جميع العناصر الموجودة فيه ميكانيكية بشكل حصري وتعمل على أساس القوانين الفيزيائية. لن يعمل الحاقن بدون وحدة نقدية أوروبية وكهرباء.
أيهما أفضل: المكربن أم الحاقن؟
الجواب على هذا السؤال نسبي. إذا اشتريت سيارة جديدة ، فلن يكون هناك خيار - فقد دخلت سيارات المكربن بالفعل في التاريخ. في وكالة بيع السيارات ، يمكنك فقط شراء نموذج حقن. ومع ذلك ، لا يزال هناك العديد من المركبات المزودة بمحرك مكربن \ uXNUMXb \ uXNUMXb في السوق الثانوية ، ولن ينخفض عددها في المستقبل القريب ، حيث تستمر المصانع في إنتاج قطع الغيار لها
عند اتخاذ قرار بشأن نوع المحرك ، يجدر النظر في الظروف التي سيتم استخدام الماكينة فيها. إذا كان الوضع الرئيسي هو منطقة ريفية أو بلدة صغيرة ، فإن آلة المكربن ستقوم بعملها بشكل جيد. في مثل هذه المناطق ، يوجد عدد قليل من محطات الخدمة عالية الجودة التي يمكنها إصلاح الحاقن بشكل صحيح ، ويمكن إصلاح المكربن حتى بنفسك (سيساعد YouTube في زيادة مستوى التعليم الذاتي).
بالنسبة للمدن الكبيرة ، سيسمح لك الحاقن بتوفير الكثير (بالمقارنة مع المكربن) في ظروف السحب والاختناقات المرورية المتكررة. ومع ذلك ، سيتطلب مثل هذا المحرك وقودًا معينًا (برقم أوكتان أعلى من نوع أبسط من محركات الاحتراق الداخلي).
باستخدام نظام وقود الدراجات النارية كمثال ، يوضح الفيديو التالي مزايا وعيوب المكربن والحاقن:
العناية بمحرك الحقن
إن صيانة نظام حقن الوقود ليس إجراءً صعبًا. الشيء الرئيسي هو اتباع توصيات الشركة المصنعة للصيانة الروتينية:
- تغيير مرشح الهواء في الوقت المناسب ؛
- لا تنسى استبدال فلتر الوقود الناعم ؛
- تحقق دوريًا من ملامسات مستشعر النظام بحثًا عن تلوث بالزيت أو الغبار ؛
- لا تقود بخزان فارغ تقريبًا (غالبًا ما يكون هذا هو سبب فشل مضخة الوقود) ؛
- املأ الخزان بالوقود الصحيح.
ستعمل هذه القواعد البسيطة على تجنب الهدر غير الضروري في إصلاح العناصر الفاشلة. بالنسبة لضبط وضع تشغيل المحرك ، يتم تنفيذ هذه الوظيفة بواسطة وحدة التحكم الإلكترونية. فقط في حالة عدم وجود إشارة من أحد المستشعرات الموجودة على لوحة العدادات ، ستضيء إشارة Check Engine.
حتى مع الصيانة المناسبة ، من الضروري أحيانًا تنظيف حاقنات الوقود.
حاقن التنظيف
قد تشير العوامل التالية إلى الحاجة إلى مثل هذا الإجراء:
- المحرك لا يبدأ بشكل جيد.
- سرعة الخمول العائمة
- ديناميكيات منخفضة أثناء رفع تردد التشغيل ؛
- أصبحت السيارة أكثر "شراهة".
في الأساس ، يتم انسداد المحاقن بسبب الشوائب الموجودة في الوقود. إنها صغيرة جدًا لدرجة أنها تتسرب من خلال عناصر المرشح في المرشح.
يمكن شطف الحاقن بطريقتين: اصطحب السيارة إلى محطة الخدمة وقم بتنفيذ الإجراء على الحامل ، أو افعل ذلك بنفسك باستخدام مواد كيميائية خاصة. يتم تنفيذ الإجراء الثاني بالتسلسل التالي:
- أولاً ، ستحتاج إلى إنشاء نظام وقود بديل - وعاء صغير به وقود يضاف إليه جهاز تنقية (يشار إلى تركيز المادة في الحاوية الخاصة به ، ولكن غالبًا ما يتم تصميم لتر واحد من السوائل لمعالجة 2,5 لتر من حجم المحرك). تم تركيب مضخة وقود أخرى هنا ؛
- يتم تسخين المحرك لدرجة حرارة التشغيل ؛
- بعد ذلك ، تحتاج إلى إلغاء تنشيط مضخة الوقود الرئيسية. للقيام بذلك ، ما عليك سوى إزالة فتيله ؛
- عدة مرات جرت محاولة لبدء تشغيل المحرك بدون مضخة. هذا ضروري حتى ينخفض الضغط في الخط ؛
- تم فصل خرطوم إمداد الوقود ؛
- يجب توصيل خرطوم الإرجاع. للقيام بذلك ، يتم إزالته من التركيب ويتم تثبيته بمسمار سميك ؛
- نظام وقود جديد متصل ؛
- يبدأ المحرك. يجب أن يعمل لمدة 5 دقائق ، وبعد ذلك يتعرض للتكدس ؛
- لكي يتسبب العامل في تآكل الرواسب في الفتحات ، عليك الانتظار لبضع دقائق وبدء تشغيل محرك الاحتراق الداخلي مرة أخرى ؛
- دع المحرك يعمل لمدة 30 دقيقة تقريبًا ، مع زيادة السرعة بشكل دوري إلى قيمة 2500 دورة في الدقيقة ؛
- يتم فصل نظام الوقود البديل ويتم توصيل النظام القياسي ؛
- يتم تشغيل المحرك لمدة 10 دقائق لإزالة أي عامل تنظيف متبقي ؛
- بعد الانتهاء من الإجراء ، يتم استبدال شمعات الإشعال بأخرى جديدة.
وتجدر الإشارة إلى أن هذا التنظيف لا يزيل الشوائب من خزان الوقود. هذا يعني أنه إذا كان سبب الانسداد هو وقود منخفض الجودة ، فيجب تصريفه بالكامل من الخزان وتعبئته بوقود نظيف.
ما مدى أمان هذا الإجراء ، شاهد الفيديو:
أعطال الحاقن الشائعة
على الرغم من الموثوقية العالية للحاقنات وكفاءتها ، فكلما زادت العناصر الدقيقة في النظام ، زاد احتمال فشل هذا النظام. هذا هو الواقع ولم يتجاوز المحاقن.
فيما يلي أكثر الأضرار التي لحقت بنظام الحقن شيوعًا:
- فشل مضخة الوقود (البلى الطبيعي والوقود منخفض الجودة) ؛
- كسر الفوهات (وقود منخفض الجودة - انسداد ، فشل الصمام) ؛
- انسداد مستشعر تدفق الهواء الجماعي (في كثير من الأحيان ، فشل مستشعر الضغط المطلق التناظري) ؛
- أكسدة الموصلات الإلكترونية ؛
- فشل مستشعر موضع دواسة الوقود في الميزانية ؛
- قنوات الخانق المسدودة
- تسرب الهواء إلى الوقود.
تؤدي معظم الأعطال إلى التشغيل غير المستقر لوحدة الطاقة. يحدث توقفه الكامل بسبب فشل مضخة الوقود ، وجميع الحاقنات دفعة واحدة وفشل DPKV. تحاول وحدة التحكم تجاوز بقية المشكلات وتثبيت تشغيل محرك الاحتراق الداخلي (في هذه الحالة ، سوف يتوهج رمز المحرك بشكل منظم).
مزايا وعيوب الحاقن
تشمل مزايا الحاقن ما يلي:
- تشكيل أكثر كفاءة لخليط الهواء والوقود ؛
- قوة وحدة الطاقة ، بالمقارنة مع محرك المكربن بنفس المعلمات ، أعلى بنسبة تصل إلى 10 في المائة ؛
- تستهلك الإلكترونيات الوقود بشكل اقتصادي وتوزع لحظة الحقن بشكل أكثر كفاءة ؛
- انبعاثات الحاقن صديقة للبيئة بنسبة 75 بالمائة أكثر من المكربن ؛
- قدر أكبر من الاستقرار - لا تحتاج الأجهزة الإلكترونية إلى التعديل مثل الأجهزة الميكانيكية ؛
- في فصل الشتاء ، يدخل محرك الحقن في وضع التشغيل بشكل أسرع - لا يحتاج إلى تدفئة طويلة الأمد.
بالإضافة إلى المزايا ، فإن هذا النظام له عيوب كبيرة لا تسمح لسائقي السيارات ذوي الدخل المتواضع بإعطاء الأفضلية للمكربن:
- تكلفة النظام نفسه أو صيانته أو إصلاحه أغلى بكثير من نفس المعلمات مثل المكربن ؛
- لإجراء التشخيص ، تحتاج إلى أخصائي بمعدات خاصة ؛
- نادرًا ما تفشل إلكترونيات أو مستشعرات محركات الحقن ، ولكن عندما يحدث ذلك ، يتعين عليك إنفاق مبلغ مناسب لإعادة السيارة إلى ديناميكياتها السابقة ؛
- المحرك المجهز بحاقن انتقائي لجودة الوقود. إذا كان المكربن يعمل بهدوء تام على البنزين 92 ، فإن الحاقن يحتاج إلى 95 على الأقل.
لقد أثبت نظام حقن الوقود أنه مستقر تمامًا وموثوق. ومع ذلك ، إذا كانت هناك رغبة في ترقية محرك المكربن لسيارتك ، فعليك موازنة الإيجابيات والسلبيات.
فيديو عن كيفية عمل الحاقن
إليك مقطع فيديو قصير حول كيفية عمل محرك حديث بنظام حقن الوقود:
أسئلة وأجوبة:
ما هو الحاقن بعبارات بسيطة؟ من الحقن الإنجليزي (الحقن أو الحقن). في الأساس ، هو حاقن يرش الوقود في مشعب السحب أو مباشرة في الاسطوانة.
ماذا تعني سيارة الحقن؟ هذه مركبة تستخدم نظام وقود مع حاقنات تقوم برش وقود البنزين / الديزل في أسطوانات المحرك أو مشعب السحب.
ما هو الحاقن في السيارة؟ نظرًا لأن الحاقن جزء من نظام الوقود ، فقد تم تصميم الحاقن لتفتيت الوقود ميكانيكيًا في المحرك. يمكن أن يكون حاقن ديزل أو بنزين.
تعليق واحد
وصول
الميكانيكا جيدة بالنسبة لي.