مدار باز سیستم کنیستر (Evaporative System) در خودروها
در دنیای خودروهای امروزی، حفظ محیط زیست و کاهش انتشار آلایندهها از اهمیت ویژهای برخوردار است. یکی از سیستمهای حیاتی که به کاهش آلودگی هوا کمک میکند، سیستم تبخیر سوخت (Evaporative Emission Control System) یا بهاختصار سیستم کنیستر است. در این مقاله به بررسی جامع مدار باز سیستم کنیستر میپردازیم، اجزای آن، عملکرد مدار باز، دلایل استفاده و مشکلات احتمالی آن را به تفصیل شرح میدهیم.
مقدمهای بر سیستم کنیستر (Evaporative System)
سیستم کنیستر یکی از زیرمجموعههای سیستم کنترل آلایندگی خودرو است که وظیفه جلوگیری از انتشار بخارات بنزین به محیط را دارد. بخارات بنزین که از مخزن سوخت یا پمپ بنزین متصاعد میشوند، شامل ترکیبات آلی فرار (VOCs) هستند که برای محیط زیست و سلامت انسان مضر هستند. سیستم کنیستر این بخارات را جمعآوری، ذخیره و سپس در دمای مناسب به موتور خودرو هدایت و مصرف میکند. این کار علاوه بر کاهش آلودگی هوا به افزایش کارایی سوخت و بهبود مصرف کمک میکند.
معرفی مدار باز در سیستم کنیستر
مدار باز یا Open Circuit در سیستم کنیستر به حالتی گفته میشود که مسیر عبور بخارات بنزین به بیرون از سیستم بدون محدودیت خاصی باز باشد. در این حالت بخارات علاوه بر ورود به کنیستر، مسیر باز به اتمسفر (فضای آزاد) نیز دارند. البته باید توجه داشت که در ایستگاههای معاینه فنی و خودروهای روز دنیا، سیستم کنیستر مدار باز به دلیل انتشار آلایندهها تقریباً منسوخ شده و سیستمهای مدار بسته جایگزین آن شدهاند. با این حال، شناخت مدار باز به درک بهتر عملکرد سیستم و عیبیابی کمک میکند.
ساختار کلی مدار باز سیستم کنیستر
- مخزن سوخت: محل ذخیره سوخت که بخارات از سطح سوخت متصاعد میشود.
- کنیستر (Canister): محفظهای پرشده از کربن فعال که بخارات بنزین را جذب و نگهداری میکند.
- شیر کنترل میتواند مدار باز یا بسته باشد: در مدار باز، شیر بخارات به فضای آزاد اتصال دارد.
- خطوط راهنمای بخارات: مسیر عبور بخارات از مخزن به کنیستر و از کنیستر به اتمسفر یا موتور.
نحوه عملکرد مدار باز در سیستم کنیستر
در مدار باز، بخارات بنزین از دیوارههای مخزن به سمت کنیستر حرکت میکنند. در این مرحله بخارات از کربن فعال داخل کنیستر جذب میشوند. هنگام رانندگی، شیر برقی کنیستر (Purging Valve) باز میشود و بخارات جذبشده به داخل سیستم ورودی هوای موتور تزریق شده و سوخته میشوند.
اما تفاوت اصلی مدار باز در این است که بخاراتی که بیش از ظرفیت کنیستر است یا در شرایطی که سیستم خراب است، امکان خروج مستقیم به اتمسفر را داشته که به شکل هواخور یا تهویه باز دیده میشود. این هواخور باعث میشود فشار داخل مخزن سوخت متعادل بماند اما منجر به انتشار مستقیم بخارات به محیط میشود.
نمای شماتیک مدار باز سیستم کنیستر
مخزن سوخت
|
|---> کنیستر (کربن فعال)
| |
| |--- Purging Valve ---> منیفولد ورودی موتور
|
'---> هوای آزاد (اتمسفر)
علل استفاده از مدار باز سیستم کنیستر در خودرو
در گذشته، طراحی مدار باز سیستم کنیستر به دلایل زیر رایج بوده است:
- سادگی طراحی و تعمیرات: مدار باز از لحاظ مهندسی سادهتر است و قطعات کمتری دارد.
- کاهش هزینه تولید: به علت نبودن سیستمهای کنترلی پیچیده، هزینه تولید کمتر بود.
- تنفس مخزن سوخت: مدار باز امکان تهویه و جبران فشار مخزن سوخت را فراهم میکند.
با این حال با تغییر استانداردهای محیط زیستی و محدودیتهای انتشار آلایندهها، این سیستم جای خود را به مدار بسته (Closed Circuit) که جلوگیری کامل از انتشار بخارات دارد داده است.
معایب مدار باز سیستم کنیستر
سیستم مدار باز، با وجود مزایایی که داشت، مشکلاتی ایجاب کرد که باعث کنار رفتن آن شد:
- افزایش انتشار بخارات بنزین: بخارات بنزینی که از مسیر باز مستقیماً وارد محیط میشوند، آلودگی هوا را تشدید میکنند.
- کاهش راندمان سوخت: با هدر رفت بخارات سوخت، مصرف افزایش مییابد.
- آلودگی محیطی و مشکلات قانونی: در بسیاری کشورها با قوانین سختگیرانه، استفاده از مدار باز ممنوع اعلام شده است.
- مشکلات در تست آلایندگی (EVAP Test): در مدار باز، کنترل بخارات سخت است و خودرو در تستهای آلایندگی مردود میشود.
عیبیابی مشکلات مدار باز سیستم کنیستر
اگر سیستم کنیستر مدار باز باشد و مشکلاتی نظیر افزایش مصرف سوخت، بوی بنزین یا روشن شدن چراغ چک رخ دهد، موارد زیر باید بررسی شوند:
نشتی مسیر هواخور مدار باز
یکی از دلایل اصلی بوی بنزین و کاهش فشار مخزن، باز بودن مسیر هواخور است. معمولا این مسیر در مدار باز به اتمسفر وصل است و اگر شیر برقی یا کانالها ایراد داشته باشند، بخارات آزاد میشود.
خرابی شیر برقی کنیستر (Purging Valve)
در مدار باز، این شیر وظیفه دارد بخارات جذب شده را به موتور برگرداند. خرابی این قطعه سبب گیرکردن بخارات در کنیستر یا تخلیه ناخواسته به اتمسفر میشود.
آسیب دیدگی کنیستر یا خطوط بخار
خراب شدن کنیستر باعث کاهش قابلیت جذب کربن فعال و افزایش انتشار بخارات میشود. همچنین ترک یا شکستگی در خطوط بخار سبب نشتی میشود.
تفاوت مدار باز و مدار بسته در سیستم کنیستر
| ویژگی | مدار باز (Open Circuit) | مدار بسته (Closed Circuit) |
|---|---|---|
| اتصال مسیر بخار | به اتمسفر باز است | کاملا مهر و بسته است |
| انتشار آلایندهها | بخارات به اتمسفر منتشر میشوند | هیچ بخاری به بیرون از سیستم نمیرود |
| کنترل بخار | محدود است | توسط ECU کاملاً کنترل میشود |
| استانداردهای محیط زیستی | قدیمی، در حال منسوخشدن | مطابق با استانداردهای روز |
چشمانداز آینده سیستم کنیستر و مدار باز
با توجه به قوانین سختگیرانه زیستمحیطی و پیشرفت فناوری، استفاده از سیستمهای مدار باز تقریباً منسوخ شده است. خودروهای مدرن مجهز به سیستم مدار بسته هستند که با حسگرهای متعدد و شیرهای الکترونیکی کنترل دقیق بخارات سوخت را انجام میدهند و انتشار آلایندهها را به حداقل میرسانند.
با این وجود، شناخت مدار باز سیستم کنیستر برای مهندسین تعمیرگاهها، متخصصان عیبیابی و علاقمندان به مکانیک خودرو اهمیت دارد چرا که خودروهای قدیمی و برخی بازارهای منطقهای همچنان به این سیستم مجهز هستند.
جمعبندی
سیستم کنیستر یکی از ارکان مهم کنترل آلایندگی خودرو است که با مدیریت بخارات بنزین، به حفظ محیط زیست و افزایش بازده سوخت کمک میکند. مدار باز سیستم کنیستر، گرچه در گذشته رایج بود اما به دلیل آلودگی بیشتر و ناکارآمدی، جای خود را به سیستمهای مدار بسته داده است.
درک عملکرد مدار باز، اجزاء، معایب و عیبیابی آن میتواند به مهندسان و تعمیرکاران کمک کند تا در مواجهه با خودروهای قدیمی، به درستی عیبیابی کرده و راهکارهای مناسب ارائه دهند. همچنین این دانش برای درک سیستمهای کنترل آلایندگی و نحوه ارتقای آنها بسیار سودمند است.
منابع و مراجع فنی
- Automotive Emissions Control Systems, SAE International, 2021
- OBD-II Diagnostics and EVAP Systems, Bosch Automotive Handbook, 11th Edition
- Evaporative Emission Control: A Review of Technologies and Standards, Environmental Protection Agency (EPA)
- سایت تخصصی تعمیر خودرو و عیبیابی (automotivetech.ir)