انژکتور و کاربراتور هر دو به عنوان روش های تامین کننده سوخت موتور عمل می‌کنند ولی انژکتور یک روش جدید است. در حالی که کاربراتور، هوا و سوخت را مخلوط می‌کند و نتیجه را به موتور می‌رساند، انژکتور سوخت مستقیماً سوخت را به داخل موتور می‌پاشد. میزان عرضه سوخت نیز به دلیل مکانیسم‌های مختلف استفاده شده در این قطعات متفاوت است.
انژکتورهای سوخت به دلیل توان خروجی بالا، سرعت موتور، راندمان سوخت و آلایندگی کم عملکرد بهتری دارند. از طرف دیگر کاربراتورها به حداقل تعمیر و نگهداری نیاز دارند، به راحتی قابل تعویض هستند و مقرون به صرفه هستند. اگر می‌خواهید عملکرد بالا داشته باشید، انژکتور سوخت بهترین است. و اگر بودجه کمی دارید، موتورهای کاربراتوری برای شما گزینه بهتری است.
کاربراتور روی اتصالات و اجزای مکانیکی کار می‌کند. نسبت هوا به سوخت مورد نظر به صورت دستی تنظیم می‌شود و اجزای مکانیکی مخلوط هوا و سوخت را بر اساس نسبت تنظیم شده توسط اپراتور کنترل می‌کنند.
تعریف موتورهای کاربراتوری
کاربراتور مهم‌ترین قطعه در سیستم سوخت رسانی کاربراتوری محسوب می‌شود که وظیفه اصلی آن تهیه مخلوط مناسبی از هوا و سوخت برای شرایط مختلف کاری است. برای کار کردن کاربراتور نیاز به خلا در مجرای خروجی سوخت وجود دارد، این کار توسط قسمتی از بدنه کاربراتور به نام ونتوری انجام می‌شود. زمانی که صفحه گاز باز می‌شود، هوا توسط سیلندر به داخل کاربراتور وارد شده و در آن جریان پیدا می‌کند. هنگامی که هوا از ونتوری عبور می‌کند به علت کاهش سطح مقطع، سرعت هوا افزایش و فشار ونتوری کاهش می‌یابد؛ این امر باعث ایجاد مکش می‌شود. با اتصال مجرای سوخت به این بخش، سوخت با هوا مخلوط شده و روانه سیلندر می‌شود تا اشتعال صورت بگیرد. کاربراتورها انواع مختلفی دارند که براساس جهت حرکت سوخت، ونتوری و تعداد دهانه دسته‌بندی می‌شوند.
انواع کاربراتور براساس جهت حرکت سوخت
-
کاربراتور با جریان هوا از بالا به پایین
در این کاربراتور نیروی جاذبه به جریان مخلوط سوخت و هوا به داخل موتور کمک کرده و در کنار داشتن فضای کافی برای تعمیرات، تغذیه موتور هم بهتر انجام می‌شود.
-
کاربراتور با جریان هوا از پایین به بالا
از مزایای این نوع کاربراتور جلوگیری از ورود سوخت به صورت مایع به موتور است. البته در نظر داشته باشید که این کاربراتور فضای کافی برای تعمیرات موتور نداشته و روشن شدن موتور در هوای سرد هم به خوبی انجام نمی شود.
-
کاربراتور با جریان هوای افقی
این نوع کاربراتورها دارای ارتفاع کم بوده و در زیر درپوش موتور قرار گرفته‌اند که البته خود به دو دسته با ونتوری ثابت یا متغیر تقسیم بندی می‌شوند.
انواع کاربراتور براساس ونتوری
در ابتدا بهتر است یک تعریف از ونتوری داشته باشیم: کاربراتور برای کارکردن نیاز به یک خلاء در مجرای خروجی سوخت دارد . که این کار توسط قسمتی از بدنه کاربراتور به نام ونتور انجام می‌شود.
جریان هوای عبوری از ونتوری ثابت به این گونه است که یک خلاء نسبی یا مکشی در آن ایجاد می‌شود. این مساله موجب تخلیه سوخت از نازل می‌‌گردد.
موتورهای کاربراتوری با ونتور متغیر برای دورهای متفاوت موتور طراحی می‌شود و میزان مخلوط سوخت و هوا را بر اساس میزان مکش هوا داخل سیلندرها، به صورت اتوماتیک و مکانیکی تغییر می‌دهد .
انواع کاربراتور براساس تعداد دهانه
کاربراتورهای چند دهانه برای تقسیم بار خروجی سوخت و رسیدن مناسب‌تر سوخت به تمام سیلندرها استفاده می‌شوند و حتی در برخی موارد، هر دهانه برای منظور خاص استفاده می‌شود. در ادامه، به معرفی انواع کاربراتور بر اساس تعداد دهانه می‌پردازیم.
یک دهانه بودن در کاربراتور به معنی داشتن یک ونتوری یک مخزن بنزین و یک ژیگلور است. اگر چه کاربراتورهای یک دهانه رایج‌تر از نمونه‌های دیگر هستند، اما راندمان حجمی آنها نسبت به انواع دو یا چهار دهانه کمتر است.
این کاربراتور دارای دو ونتوری و دو سوخت پاش در یک محفظه بنزین است اما به طور معمول تنها از یک دهانه‌‌ی آن استفاده می‌شود. دهانه دوم نیز به دو روش مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حالت اول، هر دو دهانه به صورت هم زمان برای ارسال مخلوط سوخت و هوا فعالیت دارند و هریک این مخلوط را در اختیار نیمی از سیلندرها قرار می‌دهند. در حالت دوم دهانه اول به همه سیلندرها مخلوط سوخت و هوا را ارسال می‌کند. دهانه دوم، هم زمان با باز شدن بیشتر دریچه گاز وارد عمل شده تا نیاز بیشتر موتور به مخلوط سوخت و هوا، در دورهای بالا را تامین کند.
این نوع کاربراتور، مجموعه‌ای از دو کاربراتور دو دهانه است. این مجموعه به صورت مرحله‌‌ای کار می‌کند. به این معنی که ابتدا دو دهانه اول سوخت‌رسانی به کل سیلندرها را انجام می‌دهند. سپس با فشار بیشتر پدال گاز و باز شدن بیشتر دریچه گاز دو دهانه دیگر نیز اضافه شده و شروع به فعالیت می‌کنند تا مخلوط سوخت و هوای اضافی مورد نیاز موتور را فراهم کنند.
در حالت کلی کاربراتورها دو وظیفه اصلی زیر را برعهده دارند
-
مخلوط کردن سوخت و هوا با نسبت ترکیبی مشخص برای ورود به سیلندر
-
توزیع سوخت پودر شده به میزان برابر در میان سیلندرهای موتور
معایب موتورهای کاربراتوری
در حال حاضر سیستم‌های سوخت‌رسانی کاربراتوری در میان سازندگان خودرو منسوخ شده هستند که یکی از دلایل آن توسعه سیستم‌های سوخت‌رسانی انژکتوری و همچنین معایب آنها بوده که در ادامه به بیان آنها می‌پردازیم:
مزایای موتورهای کاربراتوری
اگرچه سیستم‌های کاربراتوری دیگر میان خودروسازان مورد استفاده قرار نمی‌گیرد ولی اغلب موتورسیکلت‌های موجود در کشور به این سیستم سوخت‌رسانی مجهز هستند. در ادامه مزایای آن را بیان می‌کنیم:
موتورهای انژکتوری
انژکتور یک نازل برای ترزیق هوا، سوخت و بخار آب تحت فشار است که در سال ۱۸۵۸ اختراع شد. عملکرد کلی موتورهای انژکتوری تفاوت خاصی با موتورهای کاربراتوری ندارد ولی به علت اجزای مختلف و پیشرفته‌تر آنها، این عمل دقیق و بهینه‌تر صورت می‌پذیرد. در موتورهای انژکتوری شاهد حضور دو نوع سیستم تزریق سوخت هستیم. این دو نوع را سیستم سوخت‌رسانی مستقیم و سیستم سوخت‌رسانی غیر مستقیم تشکیل می‌دهند.
اگرچه سیستم سوخت‌رسانی مستقیم جدیدتر است ولی در حال حاضر در اکثر خودروهای انژکتوری از سیستم سوخت‌رسانی غیر مستقیم استفاده می‌شود.
سیستم غیر مستقیم دارای دو نوع تکی و چندگانه است.
-
سیستم پاشش سوخت تکی یا SPFI، از یک انژکتور برای تعذیه چهار سیلندر استفاده می‌شود که وظیفه این انژکتور پاشش سوخت مورنیاز در ابتدای منیفولد سوخت است.
-
در سیستم پاشش سوخت چندگانه یا MPFI به تعداد سیلندرهای خودرو از انژکتور استفاده می‌شود که هم‌اکنون معمول‌ترین سیستم سوخت‌رسانی در صنعت خودروسازی محسوب می‌شود. این سیستم نسبت به SPFI عملکرد بهتری داشته و سوخت با شرایط بهتری وارد سیلندر می‌شود.
در سیستم پاشش مستقیم سوخت یا GDI، سوخت موردنیاز برای احتراق به صورت مستقیم درون سیلندر تزریق می‌شود. در این سیستم حداقل تغییر در شرایط سوخت ورودی به سیلندر رخ می‌دهد که باعث افزایش راندمان موتور و کاهش مصرف سوخت می‌شود.
در حال حاضر تعداد تقریبا کمی از خودروسازان از این سیستم در محصولات خود استفاده می‌کنند ولی انتظار می‌رود با توجه به مزایای آن، شاهد موتورهای بیشتری مجهز به این سیستم در آینده باشیم.
بیشتر بخوانید! نحوه صحیح آب بندی موتورسیکلت
معایب موتورهای انژکتوری
تقریبا می‌توان گفت تمامی خودروهای تولیدی جدید به این سیستم سوخت‌رسانی مجهز هستند ولی این امر باعث نمی‌شود که با سیستمی بدون عیب روبه‌رو باشیم.
به علت استانداردهای آلایندگی و همچنین افزایش قیمت سوخت، شرکت‌ها همواره به دنبال بهبود این سیستم هستند ولی با این‌حال هنوز شاهد معایبی در آن هستیم که در ادامه بیان می‌کنیم:
-
بالا بودن هزینه تولید و تعمیرات این سیستم که باعث گران شدن موتور می‌شود.
-
نیاز به ابزارهای مخصوص برای تعمیر آن
-
برای تعمیر سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری نیاز به فردی ماهر است تعمیر آن کاری تخصصی محسوب می‌شود
-
نیاز به نگهداری بالا
-
نیاز به صافی بنزین دقیق‌تر و بنزین باکیفیت‌تر نسبت به سیستم کاربراتوری
مزایای موتورهای انژکتوری
مزایای بی‌شمار این نوع موتورها باعث شده که خودروسازان به استفاده از آن در مقایسه با سیستم کاربراتوری تمایل بیشتری داشته باشند. این مزایا عبارتند از:
-
افزایش راندمان حجمی و حرارتی موتور
-
بهبود عملکرد و افزایش گشتاور و توان خروجی موتور
-
حجم نسبتا ثابت هوای ورودی
-
کاهش مصرف سوخت به علت استفاده از سیستم‌های اندازه‌گیری دقیق الکترونیکی
-
عدم نیاز به ساسات و روشن شدن بهتر و سریع‌تر موتور در هوای سرد
-
ارتعاشات و ضربات کمتر موتور
-
کاهش تولید آلایندگی که با توجه به استانداردهای سخت‌گیرانه، مهم‌ترین مزیت این سیستم‌ها محسوب می‌شود.
آیا سیستم سوخت رسانی انژكتوری،یك تكنولوژی پیشرفته است كه می توان از آن به جای كاربراتور در اسكوتر ها و موتور سیكلت ها استفاده كرد.
اجزای انژکتور
اجزای سیستم انژکتور به شرح زیر می باشد.
-
اورینگ (ورودی سوخت )
-
فیلتر سوخت
-
بدنه
-
فنر برگشت دهنده
-
سوزن انژکتور
-
خروجی سوخت
-
درپوش محافظ
اجزای کاربراتور
موتورهای کاربراتوری از قطعات کوچک و بزرگی تشکیل شده است. این سیستم از اجزای زیر تشکیل شده است:
-
بدنه
-
ساسات
-
محفظه‌ی گاز
-
محفظه راه انداز
-
پمپ شتاب دهنده
-
گلوگاه
-
مجرای خروج سوخت یا ژیگلور
در مورد پروتکشن چه می دانید؟
جدول مقایسه‌ی کاربراتور و انژکتور
|
پارامتر
|
کاربراتور
|
انژکتور
|
|
مصرف سوخت
|
کم
|
زیاد
|
|
کارایی موتور
|
کم
|
زیاد
|
|
تعمیر و نگه داری
|
کم
|
زیاد
|
|
Cold Start
|
سخت
|
آسان
|
|
جایگذاری
|
آسان
|
سخت
|
|
قیمت
|
کم
|
زیاد
|
|
هزینه ی کلی
|
کم
|
زیاد
|
بررسی تفاوت های موتور کاربراتوری و انژکتوری
از چند دیدگاه می‌توان موتورهای کاربراتوری و انژکتوری را مقایسه کرد.
-
تعمیر موتورهای کاربراتوری به دلیل ساختار ساده، آسان‌تر از موتورهای انژکتوری است و در مجموع افراد هزینه‌های تعمیر و نگهداری کمتری برای موتورهای کاربراتوری نسبت به انژکتوری پرداخت می‌کنند.
-
در موتورهای انژکتوری ترکیب سوخت و هوا با نسبت بهتری شکل می‌گیرد، بازدهی افزایش یافته و در نتیجه موتورهای انژکتوری نسبت به موتورهای کاربراتوری عملکردی نرم‌تر و بی صدا تر دارند.
-
در موتورهای انژکتوری ضریب تراکم حجمی موتور افزایش می‌یابد و این به دلیل افزایش راندمان احتراق است.
-
به یاد داشته باشید که در سیستم‌های انژکتوری به علت حذف کاربراتور و پیاله بنزین، بخارات حاصل از تبخیر سوخت در پیاله از بین می‌رود .
-
موتورهای انژکتوری، نسبت به مدل کاربراتوری، کنترل بهتر و مناسب‌تری خواهند داشت و از این رو در هوای سرد سریع تر روشن شده و برای روشن شدن نیاز به ساسات وجود ندارد.
-
راندمان حجمی در موتورهای انژکتوری، بیشتر از موتورهای کاربراتوری است و همین امر باعث افزایش گشتاور و توان خروجی موتور تا 33 درصد می‌شود .
-
راندمان احتراق موتورهای انژکتوری بیشتر از موتورهای کاربراتوری بوده و پدیده Knock هم در این موتورها کاهش یافته و در نتیجه موتورهای انژکتوری عمر بیشتری می‌کنند. (Knock یکی از پدیده‌هائی است که می‌تواند به موتور آسیب جدی برساند و هزینه‌های زیادی به همراه داشته باشد.)
-
در موتورهای انژکتوری با کاهش مصرف سوخت مواجه هستیم، چرا که در این نوع موتور، از سیستم‌های اندازه‌گیری دقیق الکترونیکی برای اندازه‌گیری هوای ورودی سوخت متناسب با آن استفاده می‌شود.
-
در موتورهای انژکتوری، نیازی به گرم کردن منیفولد ورودی وجود ندارد، در نتیجه دانسیته هوای ورودی بیشتر شده، راندمان حجمی افزایش یافته و در نهایت قدرت خروجی موتور افزایش می‌یابد .
مهم‌ترین تفاوت سیستم های انژکتوری و مزیت اصلی آن نسبت به موتورهای کاربراتوری کاهش آلودگی ناشی از موتور می باشد تا بدین وسیله موتور، استانداردهای عدم آلایندگی را داشته باشد .
آیا می توان موتورهای کاربراتوری را به انژکتور تبدیل کرد؟
در پاسخ به این سوال باید گفت، تبدیل کاربراتور به انژکتور امری متداول نیست. اما اگر تصمیم به چنین کاری دارید، می توانید از کیت های معتبری استفاده کنید که در در سیستم آن ها یک انژکتور برای تغذیه چهار سیلندر وجود دارد که سوخت مورد نیاز موتور را در ابتدای منیفولد تامین می کند.
به این نکته توجه داشته باشید که این کیت ها از نظر انتقال سوخت، عملکردی مشابه موتور های کاربراتوری دارند، اما به کمک واحد کنترل الکتریکی، شرایط بهتری را برای محفظه احتراق به وجود می آورند و اگر خطای کوچکی اتفاق بیفتد بلافاصله تصحیح خواهد شد.
نتیجه‌گیری
در این مطلب سعی شد که به صورت مختصر شما عزیزان را با دو سیستم سوخت‌رسانی کاربراتوری و انژکتوری آشنا کرده و همچنین به بیان مزایا و معایب هر یک بپردازیم. در نهایت این مقاله را در چند جمله زیر جمع‌بندی می‌کنیم:
-
وجود قطعات حساس، قیمت بالا، نیاز به تخصص برای تعمیر، پیچیدگی سیستم، نیاز به نگهداری بیشتر و نیاز به سوخت با عدد اکتان بالاتر معایب اصلی سیستم‌های انژکتوری نسبت به کاربراتوری محسوب می‌شوند که البته در برابر مزایای آن قابل چشم پوشی هستند.
-
به علت قوانین سخت‌گیرانه در رابطه با آلودگی محیط‌زیست و همچنین مصرف سوخت بهینه‌تر، امروزه سیستم‌های انژکتوری در خودروهای تولیدی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
-
سیستم‌های کاربراتوری به علت هزینه تولید کمتر و همچنین تعمیرات ساده‌تر، در موتورسیکلت‌ها مورد استفاده می‌گیرد که انتظار می‌رود این موضوع در آینده تغییر کند و شاهد استفاده از سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری در این وسایل نقلیه باشیم.