نظام وقود المركبات
محتوى
لن تعمل أي سيارة مزودة بمحرك احتراق داخلي تحت غطاء المحرك إذا كان خزان الوقود فارغًا. ولكن ليس فقط الوقود الموجود في هذا الخزان. لا يزال يتعين تسليمه إلى الأسطوانات. لهذا ، تم إنشاء نظام الوقود للمحرك. دعونا نفكر في الوظائف التي لديها ، وكيف تختلف سيارة وحدة البنزين عن الإصدار الذي يعمل به محرك الديزل. لنرى أيضًا ما هي التطورات الحديثة الموجودة التي تزيد من كفاءة تزويد الوقود وخلطه بالهواء.
ما هو نظام وقود المحرك
يشير نظام الوقود إلى المعدات التي تسمح للمحرك بالعمل بشكل مستقل بسبب احتراق خليط الهواء والوقود المضغوط في الأسطوانات. اعتمادًا على طراز السيارة ونوع المحرك وعوامل أخرى ، يمكن أن يكون نظام وقود واحد مختلفًا تمامًا عن الآخر ، لكن لديهم جميعًا نفس مبدأ التشغيل: إنهم يزودون الوحدات المقابلة بالوقود ، ويمزجونه بالهواء ويضمنون الإمداد غير المنقطع للوقود. خليط على الاسطوانات.
لا يوفر نظام إمداد الوقود نفسه التشغيل المستقل لوحدة الطاقة ، بغض النظر عن نوعها. إنه متزامن بالضرورة مع نظام الإشعال. يمكن تجهيز السيارة بأحد التعديلات العديدة التي تضمن اشتعال VTS في الوقت المناسب. تم وصف التفاصيل حول الأصناف ومبدأ تشغيل SZ في السيارة في مراجعة أخرى... يعمل النظام أيضًا جنبًا إلى جنب مع نظام السحب الخاص بمحرك الاحتراق الداخلي ، والذي تم وصفه بالتفصيل. هنا.
صحيح أن عمل السيارة المذكور أعلاه يتعلق بوحدات البنزين. محرك الديزل يعمل بطريقة مختلفة. باختصار ، ليس لديها نظام إشعال. يشتعل وقود الديزل في الأسطوانة بسبب الهواء الساخن بسبب الضغط العالي. عندما يكمل المكبس شوط الانضغاط ، يصبح جزء الهواء الموجود في الأسطوانة شديد السخونة. في هذه اللحظة ، يتم حقن وقود الديزل ، وتضيء BTC.
الغرض من نظام الوقود
أي محرك يعمل بحرق VTS مزود بمركبة ، توفر عناصرها المختلفة الإجراءات التالية في السيارة:
- توفير تخزين الوقود في خزان منفصل ؛
- يأخذ الوقود من خزان الوقود.
- تنظيف البيئة من الجزيئات الغريبة ؛
- إمداد الوقود للوحدة التي يتم مزجها بالهواء ؛
- رش VTS في أسطوانة تعمل ؛
- عودة الوقود في حالة الزيادة.
تم تصميم السيارة بحيث يتم توفير الخليط القابل للاحتراق لأسطوانة العمل في الوقت الذي يكون فيه احتراق VTS أكثر فاعلية ، وستتم إزالة الحد الأقصى من الكفاءة من المحرك. نظرًا لأن كل وضع للمحرك يتطلب لحظة ومعدلًا مختلفين لإمداد الوقود ، فقد طور المهندسون أنظمة تتكيف مع سرعة المحرك وحمله.
جهاز نظام الوقود
معظم أنظمة توصيل الوقود لها تصميم مماثل. في الأساس ، سيتألف المخطط الكلاسيكي من العناصر التالية:
- خزان الوقود أو الخزان. يخزن الوقود. تستقبل السيارات الحديثة أكثر من مجرد حاوية معدنية تناسبها الطرق السريعة. يحتوي على جهاز معقد إلى حد ما مع العديد من المكونات التي تضمن التخزين الأكثر كفاءة للبنزين أو وقود الديزل. يشمل هذا النظام adsorber، مرشح ، مستشعر المستوى وفي العديد من الموديلات مضخة سيارة.
- خط الوقود. عادة ما يكون هذا خرطوم مطاطي مرن يربط مضخة الوقود بالمكونات الأخرى في النظام. في العديد من الآلات ، تكون الأنابيب مرنة جزئيًا وجامدة جزئيًا (يتكون هذا الجزء من أنابيب معدنية). يشكل الأنبوب الناعم خط الوقود منخفض الضغط. في الجزء المعدني من الخط ، يكون للبنزين أو وقود الديزل الكثير من الضغط. أيضًا ، يمكن تقسيم خط وقود السيارات بشكل مشروط إلى دائرتين. الأول مسؤول عن تغذية المحرك بجزء جديد من الوقود ، ويسمى الإمداد. في الدائرة الثانية (رجوع) ، سيقوم النظام بتصريف فائض البنزين / وقود الديزل مرة أخرى في خزان الغاز. علاوة على ذلك ، يمكن أن يكون هذا التصميم ليس فقط في المركبات الحديثة ، ولكن أيضًا في المركبات التي تحتوي على نوع المكربن لإعداد VTS.
- مضخة بنزين. الغرض من هذا الجهاز هو ضمان الضخ المستمر لوسط العمل من الخزان إلى المرشات أو إلى الغرفة التي يتم فيها تحضير VTS. اعتمادًا على نوع المحرك المثبت في السيارة ، يمكن تشغيل هذه الآلية كهربائيًا أو ميكانيكيًا. يتم التحكم في المضخة الكهربائية بواسطة وحدة تحكم إلكترونية ، وهي جزء لا يتجزأ من نظام الحقن ICE (محرك الحقن). يتم استخدام مضخة ميكانيكية في السيارات القديمة التي يتم فيها تثبيت المكربن على المحرك. في الأساس ، تم تجهيز محرك الاحتراق الداخلي للبنزين بمضخة وقود واحدة ، ولكن هناك أيضًا تعديلات لمركبات الحقن بمضخة معززة (في الإصدارات التي تتضمن سكة وقود). محرك الديزل مزود بمضختين أحدهما مضخة وقود عالية الضغط. يخلق ضغطًا مرتفعًا في الخط (يتم وصف الجهاز ومبدأ تشغيل الجهاز بالتفصيل على حدة). المضخة الثانية تعمل بالوقود ، مما يجعل تشغيل الشاحن التوربيني الرئيسي أسهل. المضخات التي تولد ضغطًا مرتفعًا في محركات الديزل يتم تشغيلها بواسطة زوج مكبس (ما هو موصوف هنا).
- منظف الوقود. تحتوي معظم أنظمة الوقود على فلترين على الأقل. الأول يوفر تنظيفًا تقريبيًا ، ويتم تثبيته في خزان الغاز. والثاني مصمم لتنقية الوقود بدقة. يتم تثبيت هذا الجزء أمام مدخل سكة الوقود أو مضخة الوقود عالية الضغط أو أمام المكربن. هذه العناصر هي مواد استهلاكية ويجب استبدالها بشكل دوري.
- تستخدم محركات الديزل أيضًا معدات لتسخين وقود الديزل قبل دخوله إلى الأسطوانة. يرجع وجودها إلى حقيقة أن وقود الديزل له لزوجة عالية عند درجات حرارة منخفضة ، ويصبح من الصعب على المضخة التعامل مع مهمتها ، وفي بعض الحالات لا تستطيع ضخ الوقود في الخط. ولكن بالنسبة لهذه الوحدات ، فإن وجود شمعات التوهج مهم أيضًا. اقرأ عن كيفية اختلافها عن شمعات الإشعال وسبب الحاجة إليها. على حدة.
اعتمادًا على نوع النظام ، يمكن أيضًا تضمين معدات أخرى في تصميمه ، مما يوفر عملاً أدق لإمداد الوقود.
كيف يعمل نظام وقود السيارة؟
نظرًا لوجود مجموعة متنوعة من المركبات ، فلكل منها طريقة تشغيل خاصة بها. لكن المبادئ الأساسية لا تختلف. عندما يدير السائق المفتاح في قفل الإشعال (إذا تم تركيب حاقن على محرك الاحتراق الداخلي) ، يسمع صوت طنين خافت قادم من جانب خزان الغاز. تم تفعيل مضخة البنزين. يزيد الضغط في خط الأنابيب. إذا كانت السيارة مكربنة ، فعندئذٍ في الإصدار الكلاسيكي ، تكون مضخة الوقود ميكانيكية ، وحتى تبدأ الوحدة في الدوران ، لن يعمل الشحان.
عندما يدير المبدئ قرص دولاب الموازنة ، يتم إجبار جميع أنظمة المحركات على البدء بشكل متزامن. عندما تتحرك المكابس في الأسطوانات ، تفتح صمامات السحب الخاصة برأس الأسطوانة. بسبب الفراغ ، تبدأ حجرة الأسطوانة بالملء بالهواء في مشعب السحب. في هذه اللحظة ، يتم حقن البنزين في مجرى الهواء المار. لهذا ، يتم استخدام فوهة (حول كيفية عمل هذا العنصر وعمله ، اقرأ هنا).
عندما تغلق صمامات التوقيت ، يتم تطبيق شرارة على خليط الهواء / الوقود المضغوط. يؤدي هذا التفريغ إلى إشعال BTS ، حيث يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة ، مما يدفع المكبس إلى المركز الميت السفلي. تحدث العمليات المتطابقة في الأسطوانات المجاورة ، ويبدأ المحرك في العمل بشكل مستقل.
يعتبر مبدأ التشغيل التخطيطي هذا نموذجيًا لمعظم السيارات الحديثة. لكن يمكن استخدام تعديلات أخرى لأنظمة الوقود في السيارة. دعونا نفكر في ما هي اختلافاتهم.
أنواع أنظمة الحقن
يمكن تقسيم جميع أنظمة الحقن تقريبًا إلى قسمين:
- مجموعة متنوعة من محركات الاحتراق الداخلي للبنزين ؛
- مجموعة متنوعة من محركات الاحتراق الداخلي للديزل.
ولكن حتى في هذه الفئات ، هناك عدة أنواع من المركبات التي ستضخ الوقود بطريقتها الخاصة في الهواء المتجه إلى غرف الأسطوانات. فيما يلي الاختلافات الرئيسية بين كل نوع من أنواع المركبات.
أنظمة الوقود لمحركات البنزين
في تاريخ صناعة السيارات ، ظهرت محركات البنزين (كوحدات رئيسية للسيارات) قبل محركات الديزل. نظرًا لأن الهواء مطلوب لإشعال البنزين في الأسطوانات (بدون أكسجين ، لن تشتعل مادة واحدة) ، فقد طور المهندسون وحدة ميكانيكية يتم فيها خلط البنزين بالهواء تحت تأثير العمليات الفيزيائية الطبيعية. يعتمد ذلك على مدى جودة تنفيذ هذه العملية سواء كان الوقود محترقًا تمامًا أم لا.
في البداية ، تم إنشاء وحدة خاصة لهذا الغرض ، والتي كانت قريبة قدر الإمكان من المحرك في مجمع السحب. هذا مكربن. بمرور الوقت ، أصبح من الواضح أن خصائص هذا الجهاز تعتمد بشكل مباشر على السمات الهندسية لمسار السحب والأسطوانات ، لذلك لا يمكن دائمًا أن توفر هذه المحركات توازنًا مثاليًا بين استهلاك الوقود والكفاءة العالية.
في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي ، ظهر نظير الحقن ، والذي وفر حقنًا قسريًا للوقود في تدفق الهواء الذي يمر عبر المشعب. دعونا ننظر في الاختلافات بين هذين التعديلين للنظام.
نظام تزويد الوقود المكربن
من السهل تمييز محرك المكربن عن محرك الحقن. يوجد فوق رأس الأسطوانة "وعاء" مسطح يكون جزءًا من نظام السحب ، ويوجد بداخله مرشح هواء. يتم تثبيت هذا العنصر مباشرة على المكربن. المكربن عبارة عن جهاز متعدد الغرف. يحتوي بعضها على البنزين ، والبعض الآخر فارغ ، أي أنها تعمل كمجاري هواء يدخل من خلالها تيار الهواء النقي إلى المجمع.
يتم تثبيت صمام الخانق في المكربن. في الواقع ، هذا هو المنظم الوحيد في مثل هذا المحرك الذي يحدد كمية الهواء التي تدخل الأسطوانات. يتم توصيل هذا العنصر من خلال أنبوب مرن إلى موزع الإشعال (اقرأ المزيد عن الموزع في مقال آخر) لتصحيح ضغط الصوت بسبب الفراغ. السيارات الكلاسيكية تستخدم جهاز واحد. في السيارات الرياضية ، يمكن تركيب مكربن واحد لكل أسطوانة (أو واحد لوعائين) ، مما زاد بشكل كبير من قوة محرك الاحتراق الداخلي.
يتم توفير الوقود بسبب شفط أجزاء صغيرة من البنزين عندما يمر تدفق الهواء بواسطة نفاثات الوقود (حول هيكلها والغرض منها موصوف هنا). يُمتص البنزين في التيار ، وبسبب وجود ثقب رفيع في الفوهة ، يتم توزيع الجزء إلى جزيئات صغيرة.
علاوة على ذلك ، يدخل تدفق VTS هذا إلى القناة المتشعبة للسحب حيث تم تشكيل فراغ بسبب فتح صمام السحب وتحرك المكبس لأسفل. هناك حاجة إلى مضخة الوقود في مثل هذا النظام حصريًا من أجل ضخ البنزين في التجويف المقابل للمكربن (غرفة الوقود). تكمن خصوصية هذا الترتيب في أن مضخة الوقود لها اقتران صارم بآليات وحدة الطاقة (يعتمد ذلك على نوع المحرك ، ولكن في العديد من الطرز يتم تشغيلها بواسطة عمود كامات).
حتى لا تتدفق غرفة الوقود في المكربن ولا يسقط البنزين بشكل لا يمكن السيطرة عليه في التجاويف المجاورة ، تم تجهيز بعض الأجهزة بخط عودة. يسمح بتصريف البنزين الزائد مرة أخرى في خزان الغاز.
نظام حقن الوقود (نظام حقن الوقود)
تم تطوير الحقن الأحادي كبديل للمكربن الكلاسيكي. هذا نظام به ترذيذ قسري للبنزين (يسمح لك وجود فوهة بتقسيم جزء من الوقود إلى جزيئات أصغر). في الواقع ، هذا هو نفس المكربن ، فقط بدلاً من الجهاز السابق ، يتم تثبيت حاقن واحد في مجمع السحب. يتم التحكم فيه بالفعل بواسطة معالج دقيق ، والذي يتحكم أيضًا في نظام الإشعال الإلكتروني (اقرأ عنه بالتفصيل هنا).
في هذا التصميم ، تكون مضخة الوقود كهربائية بالفعل ، وتولد ضغطًا مرتفعًا يمكن أن يصل إلى عدة بار (تعتمد هذه الخاصية على جهاز الحقن). يمكن لمثل هذه السيارة بمساعدة الإلكترونيات تغيير مقدار التدفق الداخل إلى تيار الهواء النقي (تغيير تركيبة VTS - اجعلها مستنفدة أو مخصبة) ، نظرًا لأن جميع الحاقنات أكثر اقتصادا من محركات المكربن ذات الحجم المماثل .
بعد ذلك ، تطور الحاقن إلى تعديلات أخرى لا تزيد فقط من كفاءة رش البنزين ، ولكنها أيضًا قادرة على التكيف مع أوضاع التشغيل المختلفة للوحدة. تم وصف تفاصيل حول أنواع أنظمة الحقن في مقال منفصل... فيما يلي المركبات الرئيسية ذات الانحلال القسري للبنزين:
- حقن أحادي. لقد قمنا بالفعل بمراجعة ميزاته بإيجاز.
- الحقن الموزع. باختصار ، اختلافه عن التعديل السابق هو أنه لا يتم استخدام فوهات واحدة ، ولكن يتم استخدام عدة فوهات للرش. تم تثبيتها بالفعل في أنابيب منفصلة لمشعب السحب. موقعهم يعتمد على نوع المحرك. في محطات الطاقة الحديثة ، يتم تثبيت الرشاشات في أقرب مكان ممكن من فتح صمامات الدخول. يقلل عنصر التفتيت الفردي من فقد البنزين أثناء تشغيل نظام السحب. يحتوي تصميم هذه الأنواع من المركبات على سكة وقود (خزان صغير ممدود يعمل كخزان يتعرض فيه البنزين للضغط). تسمح هذه الوحدة للنظام بتوزيع الوقود بالتساوي عبر الحقن بدون اهتزاز. في المحركات المتقدمة ، يتم استخدام نوع بطارية السيارة الأكثر تعقيدًا. هذا عبارة عن سكة وقود ، يوجد عليها بالضرورة صمام يتحكم في الضغط في النظام بحيث لا ينفجر (مضخة الحقن قادرة على خلق ضغط حاسم لخطوط الأنابيب ، حيث يعمل زوج المكبس من اتصال صلب إلى وحدة الطاقة). كيف يعمل ، اقرأ على حدة... يتم تسمية المحركات ذات الحقن متعدد النقاط MPI (يتم وصف الحقن متعدد النقاط بالتفصيل هنا)
- حقن مباشر. هذا النوع ينتمي إلى أنظمة رش البنزين متعددة النقاط. تكمن خصوصيتها في أن المحاقن لا توجد في مشعب السحب ، ولكن مباشرة في رأس الأسطوانة. يسمح هذا الترتيب لشركات صناعة السيارات بتجهيز محرك الاحتراق الداخلي بنظام يقوم بإيقاف تشغيل عدة أسطوانات اعتمادًا على الحمل على الوحدة. بفضل هذا ، حتى المحرك الكبير جدًا يمكنه إظهار كفاءة لائقة ، بالطبع ، إذا استخدم السائق هذا النظام بشكل صحيح.
يبقى جوهر عمل محركات الحقن دون تغيير. بمساعدة مضخة ، يتم أخذ البنزين من الخزان. تخلق نفس الآلية أو مضخة الحقن الضغط اللازم للانحلال الفعال. اعتمادًا على تصميم نظام السحب ، في الوقت المناسب ، يتم توفير جزء صغير من الوقود الذي يتم رشه عبر الفوهة (يتم تكوين ضباب الوقود ، مما يؤدي إلى حرق BTC بشكل أكثر كفاءة).
تم تجهيز معظم المركبات الحديثة بمنحدر ومنظم للضغط. في هذا الإصدار ، يتم تقليل التقلبات في إمداد البنزين ، ويتم توزيعه بالتساوي على الحاقنات. يتم التحكم في تشغيل النظام بأكمله بواسطة وحدة التحكم الإلكترونية وفقًا للخوارزميات المضمنة في المعالج الدقيق.
أنظمة وقود الديزل
أنظمة الوقود لمحركات الديزل هي حصريًا الحقن المباشر. السبب يكمن في مبدأ اشتعال HTS. في مثل هذا التعديل للمحركات ، لا يوجد نظام إشعال على هذا النحو. يشير تصميم الوحدة إلى ضغط الهواء في الأسطوانة لدرجة أنه يسخن حتى عدة مئات من الدرجات. عندما يصل المكبس إلى أعلى مركز ميت ، يقوم نظام الوقود برش وقود الديزل في الأسطوانة. تحت تأثير درجة الحرارة المرتفعة ، يشتعل خليط من الهواء ووقود الديزل ، ويطلق الطاقة اللازمة لحركة المكبس.
ميزة أخرى لمحركات الديزل هي أنه بالمقارنة مع نظائر البنزين ، فإن ضغطها أعلى بكثير ، وبالتالي ، يجب أن يخلق نظام الوقود ضغطًا مرتفعًا للغاية لوقود الديزل في السكة. لهذا الغرض ، يتم استخدام مضخة وقود عالية الضغط فقط ، والتي تعمل على أساس زوج مكبس. سيؤدي عطل في هذا العنصر إلى منع المحرك من العمل.
سيشمل تصميم هذه السيارة مضختين للوقود. يقوم المرء ببساطة بضخ وقود الديزل إلى الوقود الرئيسي ، والوقود الرئيسي يخلق الضغط المطلوب. الجهاز والعمل الأكثر فعالية هو نظام وقود السكك الحديدية المشتركة. تم وصفها بالتفصيل في مقال آخر.
إليك مقطع فيديو قصير حول نوع النظام:
كما ترون ، السيارات الحديثة مجهزة بأنظمة وقود أفضل وأكثر كفاءة. ومع ذلك ، فإن هذه التطورات لها عيب كبير. على الرغم من أنها تعمل بشكل موثوق تمامًا ، إلا أن إصلاحها في حالة الأعطال يكون أكثر تكلفة بكثير من خدمة نظيراتها من المكربن.
إمكانيات أنظمة الوقود الحديثة
على الرغم من صعوبات الإصلاح والتكلفة العالية للمكونات الفردية لأنظمة الوقود الحديثة ، يضطر صانعو السيارات إلى تنفيذ هذه التطورات في نماذجهم لعدة أسباب.
- أولاً ، هذه المركبات قادرة على توفير استهلاك وقود لائق مقارنةً بمحركات ICE المكربنة من نفس الحجم. في الوقت نفسه ، لا يتم التضحية بقوة المحرك ، ولكن في معظم الطرز ، على العكس من ذلك ، لوحظ زيادة في خصائص الطاقة مقارنة بالتعديلات الأقل إنتاجية ، ولكن بنفس الأحجام.
- ثانيًا ، تتيح أنظمة الوقود الحديثة ضبط استهلاك الوقود حسب الحمل على وحدة الطاقة.
- ثالثًا ، من خلال تقليل كمية الوقود المحروق ، من المرجح أن تلبي السيارة المعايير البيئية العالية.
- رابعًا ، يجعل استخدام الإلكترونيات من الممكن ليس فقط إعطاء أوامر للمشغلات ، ولكن للتحكم في العمليات بأكملها التي تحدث داخل وحدة الطاقة. تعتبر الأجهزة الميكانيكية أيضًا فعالة جدًا ، لأن آلات المكربن (carburetor) لم تنفد بعد ، لكنها غير قادرة على تغيير أنماط إمداد الوقود.
لذلك ، كما رأينا ، لا تسمح المركبات الحديثة للسيارة بالقيادة فحسب ، بل تتيح أيضًا استخدام الإمكانات الكاملة لكل قطرة وقود ، مما يمنح السائق المتعة من التشغيل الديناميكي لوحدة الطاقة.
في الختام - فيديو قصير حول تشغيل أنظمة الوقود المختلفة:
أسئلة وأجوبة:
كيف يعمل نظام الوقود؟ خزان الوقود (خزان الغاز) ، ومضخة الوقود ، وخط الوقود (الضغط المنخفض أو العالي) ، والرشاشات (الفوهات ، وفي الموديلات القديمة ، المكربن).
ما هو نظام الوقود في السيارة؟ هذا نظام يوفر تخزين إمداد الوقود وتنظيفه وضخه من خزان الغاز إلى المحرك لخلطه مع الهواء.
ما نوع أنظمة الوقود الموجودة؟ المكربن ، الحقن الأحادي (فوهة واحدة وفقًا لمبدأ المكربن) ، الحقن الموزع (الحاقن). يشمل الحقن الموزع أيضًا الحقن المباشر.
تعليق واحد
شخص مجهول
من خلال