سيستم هاي انژكتوري تزريق مستقيم GDI

سيستم هاي انژكتوري تزريق مستقيم GDI

(GASOLINE DIRECT INGECTION)

سير تكاملي:

دوره اول تا سال 1950:

اين دوره به قبل از اختراع كاربراتورهاي پيشرفته برمي گردد كه در موتورهاي خيلي قوي هواپيما از سيستم تزريق مستقيم استفاده مي كردند.

تكنولوژي مورد استفاده همان تكنولوژي موتورهاي ديزل بود.

درسال 1954شركت بنز در ماشين مدلSL300سيستم تزريق مستقيم را در جهت بهبود كارائي پائين كاربراتور بكار گرفت.

اين تكنولوژي در مدت چند سال توسط سيستم تزريق چند نقطه اي جايگزين شد.(شكل1)

شكل -1 مربوط به خودرو بنز مدل300SL

دوره دوم از سال 1950تا سال 1980:

• در اين دوره به منظور دستيابي به صرفه جويي در مصرف سوخت موتور تزريق مستقيم بايد طوري عمل كند تا حد ممكن سوخت رقيق شود.رقيق شدن سوخت توسط تزريق طبقه اي مخصوص صورت مي گيرد تا طبقه بندي سوخت به نحوي باشد كه سوخت غني تري در اطراف شمع انباشته گردد.

• در روش بالا مشكلاتي وجود دارد كه مانع از به توليد انبوه رسيدن

• اين روشها مي شود اين مشكلات عبارتند از:

• 1- مقدار هيدرو كروبنها نسوخته :

• دراين حالت بخاطر اينكه احتراق كامل امري مشكل است.

• 2- عملكرد ثابت و غير قابل تغير موتور

• 3- كثيف شدن شمع

• 4- عملكرد ضعيف موتور

• 5- رقيق شدن روغن موتور

• 6- مقدار زياددوده و رسوبات در اطاقك احتراق

دوره سوم از سال 1995تا اكنون:

• در اين دوره كاهش مصرف سوخت مهمترين مسئله است زيرا باعث اولا ذخيره سازي انرژي ويا صرفه جوئي در مصرف آن.

• ثانيابراي كاهش ميزان الاينده هوا

• درموتورهايGDIبراي رسيدن به حالت ها بالا بايد به اهداف زير دست پيدا كرد:

• 1-طبقه بندي ثابت وپاياي سوخت توسط تزريق طبقه اي در بارهاي كم.

• 2-تزريق كاملا هموژن وهمسان سوخت در دورهاي زياد

• 3-تغير روشهاي تزريق از طبقه اي به هموژن بصورت سريع و بدون اثر نامطلوب در عملكرد موتور

موتورهاي تزريق مستقيم

درموتورهاي معمول انژكتوري بنزين به داخل مانيفولد گاز تزريق مي شوداما در موتورهاي تزريق مستقيم سوخت به داخل سيلندر تزريق مي شود. نتيجه تزريق مستقيم نظارت دقيق تر بر نسبت هوا به سوخت در حالتهاي مختلف رانندگي است. يكي ديگر از مزاياي اين سيستم قابليت ايجاد تاخير در تزريق مستقيم است كه بر اساس آن توانايي به وجود آوردن مخلوط هاي متفاوتي در سيلندر حاصل مي شود

GDI انواع سيستم احتراق

تقسيم بندي اين سيستم بر مبناي نوع پاشش سوخت به سيلندر مي باشد:

1- سيستم پاشش چرخشي(ميتسوبيشي و فولكس واگن)

2- سيستم پاشش پيچشي(تويوتا و نيسان)

GDIوMPIاختلاف بين

• براي تامين سوخت در موتورهاي متداول انژكتوري از يك سيستم سوخت بنام پاشش سوخت از چند نقطه كه جايگزين كاربراتور شده است استفاده مي كنند.در اين سيستم سوخت توسط انژكتور به پشت سوپاپ پاشيده مي شود از انجا كه سوخت قبل از ورود به سيلندر با هوا مخلوط ميشود محدوديت هايي براي تامين به موقع سوخت و كنترل فرايتد احتراق در اين سيستم وجود دارد. در سيستم تزريق مستقيم سوخت مشابه موتورهاي ديزلي مستقيما به داخل سيلندر پاشيده مي شود اين محدوديت ها برطرف شده است همچنين زمان بندي پاشش سوخت مطابق بار موتور به دقت كنترل مي شود.

حالت هاي موتور:

1 - دور آرام: در اين حالت شير كنترل كننده چرخش هوا بسته شده و هوا مجبور به عبور از گذر گاهي مارپيچي مي شود اين عمل باعث مي شود كه هوا در هنگام ورود به سيلندر جرياني گردابي داشته باشد.

سوخت در انتهاي مرحله تراكم صورت مي گيرد به صورت طبقه اي تزريق مي شود. (تزرق طبقه اي به اين صورت است كه محوطه اطراف شمع مخلوط غني دريافت مي كند در حالي كه در لايه بعدي با مخلوط رقيق و قسمت بعدي سيلندر با هواي خالص پر مي شود ) در اين حالت سوخت بين 40-70درجه قبل از نقطه مرگ بالا پاشش مي كند.

اگر سوخت زودتر از 70 در جه تزريق شود فواره سوخت به قسمت مناسبي از تاج پيستون برخورد نخواهد كردو در نتيجه حركت مناسبي به سمت شمع ايجاد نخواهد شد.

اگر سوخت ديرتر از 40درجه قبل از مرگ بالا تزريق شود امكان تبخير آن بسيار كم خواهد بود؛كه افزايش سرعت دوراني موتور اين مورد را افزايش خواهد داد.

براي رفع اين مشكل از انژكتورها خاص كه از مواد پيزو الكتريك ساخته شده كه حركت گردابي شديدي به فواره سوخت در هنگام تزريق داده مي شود اين امر سبب تبخير سريعتر و اختلاط بهتر مخلوط سوخت و هواست

2- دور زياد:

در اين حالت شير كنترل كننده باز و هوا با حداقل مقاومت وارد سيلندر مي شود سوخت در هنگام مكش تزريق مي شود و نتيجه آن مخلوطي همگن سوخت و هوا است.

تكنولوژي هاي جديد بكار رفته در موتور

• 1- پيستون مخصوص(PISTTON CAVITY):

• كه داراي سطح كروي بوده كه نقش محفظه احتراق را نيز دارد.

• منحني تاج پيستون طوري طراحي شده است كه وقتي سوخت پاشيده شد به سمت شمع حركت كند. به علاوه اين طرح براي حفظ جريان چرخشي هوا و سوخت تا انتها مرحله تراكم مفيد است.

2-پمپ فشار قوي جهت ارسال سوخت
(HIGH-PRESSURE FUEL PUMP)

در اين سيستم به منظور ساده كردن پمپ فشار قوي در سيستم ريل مشترك از يك پمپ پيستوني استفاده شده است. نكته كه در اين پمپ بايد مورد توجه قرار گيرد دقت بيشتر در سيستم روغن كاري و سيستم خنك كاري مي باشد زيرا بنزين ويسكوزيته كمتري دارد. اين پمپ روي سر سيلندر نصب شده و مستقيما توسط ميل سوپاپ مي چرخد. فشار ارسال سوخت توسط يك سوپاپ يك طرفه تنظيم مي شود.

مهمترين نقص اين پمپ ها كه توسط موتور به حركت در مي آيند ضعف پمپ و كمبود فشار سوخت در حالتهاي كه موتور هنوز دور نگرفته است . براي جبران نمودن پمپ از يك پمپ ثانويه كه در داخل باك نصب است استفاده مي شود.

3-انژكتور مارپيچ (HIGH-PRESSURE SWRIL INJECTION)

• در اين سيستم به منظور دست يافتن به تايمينگ دقيق و كنترل كيفيت از انژكتور الكترومگنتي استفاده شده است.

• اين انژكتور از نوع مارپيچ بوده كه به منظور پخش نمودن سوخت و اتمميزه كردن آن بكار مي رود.

• حركت چرخشي سوخت به علت قرار گرفتن نوك انژكتور در مسير عبور سوخت مي باشد.

در مرحله دور زياد فشار محيط تزريق معادل فشار اتمسفر ولي در مرحله دور آرام كه سوخت در انتها مرحله تراكم پاشيده مي شود فشار محيط حدود 3.الي 5mpaمي باشد

4-راهگاه ورودي هواي قائم:

اين راهگاه باعث ايجاد يك جريان هواي قوي مي گردد. جهت چرخش هوا در اينجا بر عكس موتورهاي معمولي مي باشد يعني هواي داخل سيلندر در موترهاي GDI در جهت عقربه هاي ساعت مي چرخد در حالي كه در موتورهاي معمولي جهت چرخش خلاف عقربه هاي ساعت است.

منبع : موتورهاي تزریق مستقیم (سوران اشعری )

گرداوري : مهندس امير عباس زماني (همدان 1388)

مقاله ۲ - سيستم انژكتوري بنزيني 1

علت پيدايش سيستم هاي انژگتوري اين بود :

1. كاهش مصرف سوخت بدليل وجود سيستم كنترل مصرف.

2. افزايش عمر موتوربه دليل كاهش قطعات مكانيكي.

3. كاهش ارتفاع موتوربه دليل حذف كاربراتور.

4. قدرت شتاب گيري بالا بدليل اينكه سوخت بصورت اتميزه در پشت سوپاپ ورودي آماده است وهمچنين اوانس به موقع و دقيق باعث بالا رفتن قدرت شتاب گيري.

5. قابليت استارت بهتر در هواي سرد به دليل تزريق سوخت با توجه به درجه حرارت موتور.

6. خام سوزي كمتر درسيستم به دليل اندازه گيري دقيق سوخت با توجه به شرايط موتور.

7. توزيع به اندازه سوخت بين سيلندرها .

با داشتن مزاياي بيشتر نسبت به نوع كاربراتوري ونداشتن عيب هاي اين سيستم انژگتور سريعا رشد يافت و مورد استفاده قرار گرفت.

اما تفاوت اساسي سيستم انژگتور با سيستم كاربراتوري در سيستم سوخت رساني ودسته سيم و وجود سنسورهاي براي رساندن اطلاعات به ECU است.

ECU: فرمانده و تصميم گيرنده اصلي در اين مجموعه ميباشد كه واحد كنترل كننده الكترونيكي مي باشد.

سنسورها : يا حسگرها به قطعاتي گفته ميشود كه شرايط كاركرد موتور رابه ECU ارسال مي كنند.

عملگرها : يا فرمانبرها به قطعاتي گفته ميشوند كه هر كدام با توجه به وظيفه خود در زمان مودر نظر از ECU فرمان دريافت نموده و وظيفه خود را در جهت كمك به موتور انجام مي دهند.

بطور كلي سيستم هاي انژگتوري به سه دسته تقسيم مي گردنند :

1. سيستم انژگتوري پاشش تك نقطه اي (SPEI)مانند دوو ريسر

2. سيتم انژگتوري پاشش چند نقطه اي (MPFI)كه درتقريبا در تمام خودرو هاي استفاده شده است.

3. سيستم انژگتوري پاشش مستقيم بنزيني (GDI)

مدلهاي انژگتوري مختلف:

A : دسته غير ترتيبي :

كه دراين دسته چهار انژگتور باهم عمل پاشش راانجام ميدهند به اين دسته مگنتي مارلي گفته ميشود مانند سري اول پژوپرشيا وسمند

B: دسته نيمه ترتيبي :

در اين دسته انژگتورها بصورت جفت جفت پاشش ميكنند يعني انژگتور 1و4 باهم وانژگتورهاي 2و3 نيز باهم عمل پاشش را انجام مي دهند كه به گروه SL96 معروف است مانند پژو 405 و پژو RD

c: دسته ترتيبي :

اين دسته با پيشرفت تكنولوژي جايگزين جايگزين دو گروه قبلي شد وامروزه در تمام اتومبيل هاي ساخته شده از اين گروه استفاده مي گردد دراين نوع ترتيب پاشش بصورت 1.3.4.2 ميباشد اين دسته معرف S2000 وسيستم بوش وsimens است مانند پژو پرايد و206

اما درECU براي بررسي خطاي پيش آمده كه چراغ چك روشن ميگردد بايد دستگاه دياگ را به ECU متصل نمود براي اين قسمت يك كابل رابط بين ECU و دستگاه دياگ قرارداده ميشود كه در خودروها اين محل متفاوت ميباشد :

در 206 داري يك سوكت 16 پايه است كه در زير فرمان قرار دارد

در 405و پارس و سمند در كنار مخزن روغن ترمز قرار دارد

در سمند LX در زير فرمان قراردارد

در RD و ROA نيز در كنار مخزن روغن ترمز قرار دارد

در پيكان داخل جعبه ECU قرار دارد

در زانتيا در داخل جعبه فيوز زير فرمان قرار دارد

_درسستم مگنتي مارلي ميزان سوخت و آوانس جرقه را ميتوان بطور دستي تنظيم نمود

_درمدل SL96 فقط ميتوان مقدار سوخت را بصورت دستي تنظيم نمود

اما در اين مبحث ما فقط به تشريح عملگر ها مي پردازيم :

عملگر هاي سيستم انژگتور عبارتند از :

1. رله فن

2. كوئل دوبل

3. پمپ بنزين

4. استپ موتور

5. شير برقي كنيستر

6. عقربه دور سنج موتور

7. چراغ اخطار عيب ياب

8. انژگتور

9. رله دوبل

اما پس از ارسال سيگنال هاي كه از طرف سنسورها به ECU كه اين سيگنال ها بصورت ولتاژ(آنالوگ) به ECU ارسال ميگردد بايد به ديجيتال تبديل گرددند كه اين كار توست قسمتي به نام A/B كه يك مدار الكترونيكي است انجام مي پزيرد:

رله دوبل:

رله دوبل يكي از قطعاتي مهم سيستم انژگتوري است كه در 3حالت سوئيچ باز ِ سوئيچ بسته ِوخودرو روشن برق قطعات زير را تامين مي كند.

1.ECU

2.پمپ بنزين

3.انژگتورها

4.كوئل دوبل

5.شير برقي كنيستر

6.برق المنت گرم كن سنسور اكسيژن

7.المنت گرم كن دريچه گاز

8.برق چراغ عيب ياب

اگر اين قطعه خراب گردد برق اين سيستم ها قطع ميگردد و يكي ازنشانه هاي سريع براي پيي بردن به خرابي اين قطعه روشن نشدن چراغ چك بعد از سوئيچ باز است.

محل قرارگيري:

اين قطعه در خودروها محلش متفاوت است براي مثال:

1. در پيكان و پژو RD داخل جعبه ECU قراردارد

2. در پژو وسمند در زير سيني فن قرار دارد

3. در پژو 206 درزير ECU قراردارد

4. در پرايد در كنار باطري چسبيده به باطري قراردارد

ساختار داخلي :

رله يك سوئيچ الكترومغناطي است كه با يك جريان كم مي تواند جريان زياد را انتقال دهد رله تشكيل شده است از 1. بوبين 2. يك عدد پلاتين دوبل كه متشكل از قسمت رله اصلي رله قدرت است.

مدار الكتريكي:

رله توسط يك كانكتور 12الي 15 پايه به دسته سيم اصلي متصل مي شود پايه 2و8 و11و 15 داراي برق 12 هستند. پايه 14 در موقع باز بودن سوئيچ ولتاژ 12 دارد از پايه 4 برق انژگتور –از پايه 5 برق كويل واز پايه 6 برق گرمكن تامين مي گردد. از پايه 13 برق پمپ بنزين واز پايه 9برق شير كنيستر تامين مي شود. در زمان خاموش بودن از پايه 10 ودر سوئيچ باز از پايه 1 برق ECU تامين مي گردد.

شرح كار:

عملكرد رله در 3 مرحله است:

1. سوئيچ بسته: كه دراين حالت برق 12 براي نگهداري اطلاعات به ECU ارسال مي گردد.

2. سوئيچ باز: در اين حالت رله به مدت 2تا5 ثانيه براي اجزا زير برق 12 مي فرستد.

1. ECU 2. پمپ بنزين 3. انژگتورها .4 كوئل دوبل 5. شير برقي كنيستر 6. المنت دريچه گاز 7. المنت گرمكن

دريچه گاز

3. مرحله موتور روشن :

دراين حالت رله دوبل دائما برق اجزا بالا وسنسور سرعت خودرو وهنگاميكه خودرو روشن مي گردد ولتاژ 12 ارسال مي گردد.

روش عيب يابي :

در اثر سوختن چه رله اصلي چه رله قدرت خودرو روشن نمي گردد.

روش هاي تست رله

A: روش تست ولتاژي :

B: تست اهمي :

انژكتور:

انژكتور درايران دو مدل است كه عبارتند از:

مخروطي : مانند 405،پارس،زانتيا

استوانه اي: مانند 206،پيكان،روآ ، پرايد

انژكتور يك وسيله الكتريكي مغناطيسي است كه به منظور تنظيم ميزان پاشش سوخت ،متناسب با نياز موتور وهمچنين فراهم كردن شرايط كار كرد مطلوب در يك سيستم تزريق سوخت طراحي شده است. انژكتورسوخت را داخل مانيفولد هواي ورودي پشت سوپاپ اسپري كرده و به حالت اتميزه در مي آورد. محل قرارگيري آن روي ريل سوخت است وبه وسيله يك پايه به آن بسته مي شود و توسط 2 عدد اورينگ آبندي مي شود يك سر انژگتور داخل ريل سوخت و سر ديگر آن داخل مانيفولد هواي ورودي قرار دارد.

• ساختار داخلی انژکتور:

• هر واحد انژکتور از قسمت های زیر ساخته شده است:

• 1- سوزن انژکتور

• 2- سیم پیچ سلونوئیدی

• 3- فنر پشت سوزن انژکتور

• 4- پوسته انژکتور

• 5- دو عدد اورینگ آبندی

• 6- در بعضی خودروها مثل مدل مخروطی دارای صافی بنزین است

• مدار الکتریکی انژکتور:

• انژکتور دارای یک سوکت دو پایه است.

• پایه 1 ولتاژ 12 ولت مثبت را به طور دائم از رله دوبل می گیرد

• پایه 2 ولتاژمنفی را از (ECU) بصورت منقطع (در زمان پاشش) دریافت می کند

شرح کار انژکتور:

وقتی سوئیچ باز است یک برق 12 ولت مثبت بطور دائم به یکی از پایه های انژکتور می رسد و آن را برق دار می کند و در زمان پاشش (ECU) ولتازمنفی را ارسال می کندکه باعث آه ن ربا شدن سیم پیچ انژکتور شده و سوزن انزکتور را از روی نشیمنگاه خود به عقب می کشد در این هنگام سوخت با فشار سه اتمسفر داخل منیفلد هوا اسپری می شود و هر گاه زمان پاشش انژکتور به پایان برسد (ECU) ولتاژمنفی را قطع می کند و سوزن با فشار فنر پشت آن در نشیمنگاه می نشیند و سوخت قطع می شود.

پودری و با زاویه 10 درجه به داخل مانیفولد هوای ورودی پشت سوپاپ ورودی اسپری می کند تا از تغلیظ سوخت جلوگیری کند.

• نيازهاي اوليه:

• پايداري، مشخصات و عملكرد انژکتور بايد در شرايطي مثل زمان هاي طولاني و کوتاه پاشش، پاشش در زمان سرد، گرم و غيره تضمين شوند. در بين 6 مورد پاييني، پنج مورد اول مشخصات اصلي اند و مورد آخر مربوط به پايداري سيستم مي باشد.

• 1- نرخ جريان دقيق سوخت

• 2- وضعيت عملکرد خوب در نرخ جريان کم و عملكرد در محدوده وسيع

• 3- مشخصات پاشش خوب

• 4- عدم نشتي

• 5- صداي كم

• 6- فعاليت پايدار و پيوسته

روش های عیب یابی انژکتور:

هر گاه خودرو دچار ریپ زدن و تک کار کردن می شود ممکن است یکی از انژکتورها معیوب باشد عیب ها می تواند در مدار الکتریکی و یا مکانیکی و یا در اثر کثیف شدن و داخل شدن آب پشت سوزن انژکتور بوجود آمده باشد.

• تست اهمی انژکتور:

• سوکت انژکتور را در آورده و مقاومت سوزن انژکتور را بدست می آوریم

• ♦ مقاومت انژکتور استوانه ای بین 9.5 تا 14.5 اهم است

• ♦ مقاومت سوزن مخروطی بین 12.5 تا 17.5 اهم است

تست لامپی انژکو:

برای لامپ تست انژکتور می توانید یک (LED) بامقاومت 520 الی 490 اهم متصل کنیدو قسمت مثبت (LED) رابه مثبت باطری و قسمت منفی را به منفی سوکت انژکتور متصل کرده و جای مقاومت فرقی نمی کند که بعد یا قبل از (LED) باشد خودرو را روشن کرده لامپ به همراه انژکتور کار می کند.

ديگر راه تست انژكتور نحوه پاشش، گوش دادن به صداي انژگتور، شكل موج منحني و بررسي برق انژگتور مي باشد

نحوه پاشش انژگتور:

سرعت پاشش در انژكتور، به فشار پاشش، زمان پاشش و اندازه روزنه بستگي دارد. به همين جهت، براي كنترل سرعت پاشش سوخت بوسيله زمان روشن بودن انژكتور فشار سوخت بايد تحت هر فشاري در منيفولد هواي ورودي ثابت بماند. سرعت پاشش سوخت مورد نياز موتور توسط (ECM) تعيين مي‌گردد. اگرفشار سوخت بالا باشد سرعت نيز بالاست و نيز بالعكس، پاشش در منيفولد هواي ورودي اتفاق مي‌افتد.

بنابراين، در مقابل فشار جو، اگر فشار مطلق منيفولد هوا پايين باشد، سرعت پاشش بالا خواهد بود و اگر فشار زياد باشد، سرعت نيز كم مي‌شود به همين جهت، رگلاتور فشار سوخت، فشار سوخت را همواره بالاتر از فشار پاشش پايه منيفولد نگاه مي‌دارد تا سرعت پاشش را تنها از طريق زمان منبع تغذيه برق انژكتور كنترل كند. از اينرو، در مي‌يابيم كه رگلاتور فشار سوخت، فشار پاشش انژكتور را در سطحي مخالف فشار منفي منيفود هوا تنظيم مي‌كند

رگلاتور فشار از محفظه فلزي بيروني، دريچه ديافراگم، محفظه ديافراگم و محفظه سوخت تشكيل شده است. محفظه ديافراگم از طريق شيلنگ خلاء به مخزن متصل است و از اين جهت داراي فشاري منفي از منيفولد گاز مي‌باشد. وقتي فشار سوخت بيش از حد مشخص شده باشد، ديافراگم توسط خلاء ايجاد شده از روي مخزن بالا مي‌رود و سوخت مازاد از طريق لوله بازگشت به باك سوخت بر مي‌گردد.

تهيه كننده : مهندس حسين اندرزجو (تير 1388 مشهد مقدس)

در ضمن اطلاعات بالا و اعداد بيشتر مربوط به خودروي پرايد مي باشد

دنیای حرفه و فن www.herfe-rszy.blogfa.com

برگرفته از سایت تخصصی مکانیک خودرو

سيستم هاي انژكتوري تزريق مستقيم GDI

مطالب مشابه :

علت گرم شدن موتور پرايد و بالا آمدن آمپر آب...؟

علت گرم شدن موتور پرايد و بالا آمدن آمپر آب: توسط يكي ازدوستان وبلاگmohammad reza marzban

علت گرم شدن موتور پرايد و بالا آمدن آمپر آب:

علت گرم شدن موتور پرايد و بالا آمدن آمپر آب:

مجموعه فیلم های آموزشی مکانیک و تعمیرات خودرو در 18 دی وی دی

ECU پرايد

روش عيب يابي سيستم كولر:

سيستم هاي انژكتوري تزريق مستقيم GDI

سيستم خنك كاري خودرو

سيستم انژكتوري بنزيني