اچ دی پارت | بزرگ ترین فروشگاه لوازم یدکی خودرو
نویسنده: آرزو یوسفی 
از زمان اختراع موتور احتراق داخلی، مهندسان خودروسازی پیشرفتهای زیادی داشتهاند. مطالعات فراوانی انجام شد تا راههای مؤثرتر و کارآمدتری برای هدایت هوا و سوخت به موتور خودرو پیدا کنند. پس از آزمایشهای متعدد، به نتایج شگفتانگیزی دست یافتند. دستگاههایی که «کاربراتور» و «انژکتور» نامیده میشوند، هر دو امکان کنترل نسبت ترکیب هوا و سوخت ورودی به موتور را فراهم میکنند.
برای جزئیات بیشتر، کاربراتور به ورود ترکیب هوا و سوخت به محفظه احتراق کمک میکند و این کار را با استفاده از قطعات مکانیکی انجام میدهد. سیستم تزریق سوخت نیز به محفظه احتراق در دریافت ترکیب هوا و سوخت کمک میکند، اما این کار را از طریق الکترونیک و حسگرها انجام میدهد.
در ادامه، به طور کامل به تفاوت بین انژکتور و کاربراتور میپردازیم.
عملکرد موتور با کاربراتور بهطور خلاصه
وظیفه اصلی کاربراتور، ترکیب سوخت و هوا با نسبت مشخص است. سپس این دستگاه سوخت را به محفظه احتراق هدایت میکند. سیستم، جریان هوا را در محفظه احتراق میگیرد، سوخت را با آن مخلوط کرده و به موتور منتقل میکند. هنگامی که پدال گاز فشرده میشود، جریان هوا به سمت کاربراتور افزایش مییابد. این باعث مکش بیشتر هوا و توزیع شدیدتر سوخت شده و در نتیجه شتاب موتور افزایش مییابد.
به صورت فنی، کاربراتور را میتوان به عنوان لولهای دید که تأمین سوخت را کنترل میکند تا فشار هوا افزایش یابد. بخشی که مسئول محدود کردن ورود سوخت است، «ونتوری» نامیده میشود. وقتی سرعت هوا افزایش مییابد، فضایی با فشار پایین ایجاد میشود که مکش سوخت از یک نازل نزدیک ونتوری را تسهیل میکند. سپس ترکیب هوا و سوخت ایجاد شده و در محفظه احتراق میسوزد. پدیده فوق «اثر ونتوری با مکش» نامیده میشود.
یک داستان کوتاه درباره کاربراتورها
اولین کاربراتور در سال ۱۸۲۶ توسط بریتانیاییای به نام ساموئل موی اختراع شد. سالها بعد، کارل بنز، پیشگام صنعت خودرو و بنیانگذار مرسدس بنز، آن را ثبت اختراع کرد.
از بین انواع مختلف کاربراتور، کاربراتور فلوتر (با شناور) محبوبترین است که در سال ۱۸۸۵ توسط مهندسان آلمانی گوتلیب دایملر و ویلهلم مایباخ توسعه یافت. تا قبل از دهه ۱۹۹۰، کاربراتورها رایجترین روش تأمین سوخت در جهان بودند، اما با ورود انژکتور در اواخر دهه ۱۹۹۰، این وضعیت تغییر کرد.
مزایای کاربراتور
اگرچه کاربراتورهای سنتی در نهایت توسط سیستمهای تزریق سوخت جایگزین شدند، مزایای زیادی داشتند، از جمله:
- کاربراتورها ارزانتر هستند و بنابراین به راحتی قابل تعمیر یا تعویضاند.
- کاربراتورها از مواد سبک ساخته شدهاند و عمر طولانی دارند.
- کاربراتورها به صورت جداگانه در موتور نصب میشوند و میتوان آنها را بدون دست زدن به موتور تعمیر، باز یا تعویض کرد.
- امکان تنظیم کاربراتور بر اساس نیاز وجود دارد. برای قدرت بیشتر یا مصرف سوخت کمتر.
معایب کاربراتور
دلایلی که باعث شد کاربراتورها جای خود را به سیستمهای تزریق سوخت بدهند، شامل موارد زیر است:
- کاربراتور به اندازه سیستم تزریق سوخت صرفهجویی در سوخت نمیکند.
- تأخیر در پاسخ موتور وجود دارد.
- قطعات کاربراتور در معرض فرسایش قرار دارند و نیاز به تعویض مکرر دارند.
- نسبت ترکیب هوا و سوخت اغلب تغییر میکند و نیاز به تنظیم مکرر دارد.
- به دلیل طراحی آن، گرد و غبار به راحتی وارد محفظه کاربراتور میشود و باعث گرفتگی میشود.
- اجزای غشایی حساس هستند و با گذر زمان به راحتی آسیب میبینند.
عملکرد انژکتور سوخت به طور خلاصه
سیستم تزریق سوخت از مجموعهای از قطعات الکترونیکی و حسگرها تشکیل شده است. این سیستم مجهز به پمپ سوخت در داخل باک است که جریان سوخت به محفظه احتراق را کنترل میکند. تأمین سوخت توسط واحد کنترل الکترونیکی (ECU) مدیریت میشود. این واحد بهطور دائم پارامترها را پایش و محاسبات پیچیدهای انجام میدهد تا بهترین ترکیب هوا و سوخت ممکن فراهم شود.
پارامترهایی که در این محاسبات در نظر گرفته میشوند شامل:
- موقعیت پدال گاز
- دور موتور
- دمای موتور
انژکتور سیستم تزریق سوخت، سوخت را به داخل سیلندر میرساند. واحد کنترل فنی انژکتورها را هدایت میکند تا میزان سوخت هر سیلندر را کنترل کند. این امر باعث میشود که فرآیند احتراق بسیار مؤثر باشد و به همین دلیل خودروهای مجهز به انژکتور عملکرد بهتر و مصرف سوخت بهینهتری دارند.
یک داستان کوتاه درباره انژکتورهای سوخت
مهندس انگلیسی هربرت آکروید استوارت موفق شد اولین سیستم تزریق سوخت را توسعه دهد. او از یک پمپ پیستونی استفاده میکرد که سوخت را در انتهای خود تحت فشار قرار میداد. سپس شرکتهای بوش و کامینز اولین کسانی بودند که اختراع او را در موتورهای دیزل به بازار عرضه کردند. انژکتورهای سوخت همواره بهصورت طراحیشده در موتورهای دیزل استفاده شدهاند و تا اواسط دهه ۱۹۲۰ به تجهیزات استاندارد همه خودروهای دیزلی تبدیل شدند. اما اولین تزریق مدرن در موتور بنزینی، با موتور هاسلمان ساخته جوناس هاسلمان در سال ۱۹۲۵ استفاده شد.
مزایای سیستم تزریق سوخت
برخی از مزایای سیستم تزریق سوخت عبارتاند از:
- امکان داشتن ترکیب دقیق هوا و سوخت.
- کمک به احتراق پاکتر و مؤثرتر.
- ارائه راندمان انرژی بهتر و مصرف سوخت بهینهتر.
- واکنش سریعتر و بهتر شتابدهنده نسبت به کاربراتورها.
- نیاز کمتر به تعمیر و نگهداری و آسیبپذیری کمتر.
- امکان کالیبراسیون آسان از طریق نقشهبرداری ECU.
معایب سیستم تزریق سوخت
با وجود مزایای فراوان، سیستم تزریق سوخت معایبی نیز دارد:
- گرانتر از کاربراتورهای سنتی است.
- تنظیم آن نیازمند ابزارهای پیچیده و پرهزینه است که هزینه نگهداری و تعمیر را بالا میبرد.
- در صورت خرابی انژکتورها، خودرو ممکن است روشن نشود.
موتور کاربراتور یا انژکتور، کدام بهتر است؟
چند نکته برای مقایسه
۱. چندکاره بودن:
از دهه ۱۹۹۰ به بعد، کاربراتورها به دلیل آلایندگی کمتر به تدریج از صنعت خودرو حذف شدند و انژکتورها جایگزین آنها شدند. کاربراتورها در خودروهای دیزلی کاربرد ندارند، اما انژکتورها هم در خودروهای دیزلی و هم در بنزینی، به صورت مکانیکی یا الکترونیکی استفاده میشوند.
۲. عملکرد:
سیستم تزریق میتواند محاسبات پیچیده را انجام دهد تا بهترین عملکرد موتور ارائه شود. کاربراتورها در مواجهه با تغییرات دمای سوخت و فشار هوا مشکل دارند و نمیتوانند نسبت هوا-سوخت را بهطور دقیق اندازهگیری کنند.
۳. مصرف سوخت و مسافت پیمودهشده:
سیستم تزریق سوخت توانایی ارائه اندازهگیری دقیق سوخت و هوا را دارد و پارامترهای متعددی از جمله عملکرد موتور، مدیریت سوخت و بهرهوری انرژی را بهبود میبخشد. ECU میتواند برای افزایش قدرت تنظیم شود.
۴. روشن شدن در هوای سرد:
در شرایط سرد، موتورهای کاربراتوری ممکن است در استارت با مشکل مواجه شوند، اما موتورهای مجهز به انژکتور در استارت سرد مشکلی ندارند.
۵. نگهداری:
در این بخش تنها مزیت کاربراتور است. کاربراتورها بهراحتی تعمیر یا تعویض میشوند و هر کسی میتواند این کار را انجام دهد. سیستمهای تزریق پیچیدهتر هستند و نیاز به متخصص دارند که هزینه بالاتری به همراه دارد.
بنابراین، کدام سیستم بهتر است؟
با توجه به عملکرد، مصرف بهینه و واکنش سریع شتابدهنده، تزریق سوخت ترجیح داده میشود. هرچند سیستم تزریق گرانتر است، مزایای بلندمدت آن بیشتر از کاربراتور است. انتخاب دشوار نیست، هرچند برخی افراد همچنان به تکنولوژی کاربراتور وفادارند.
