بررسیهای الکتریکی سیستم سوخترسانی خودرو
سیستم سوخترسانی یکی از مهمترین بخشهای یک خودرو است که وظیفه تامین سوخت مناسب و در زمان مناسب برای موتور را بر عهده دارد. در خودروهای مدرن، کنترل و مدیریت این سیستم به صورت گستردهای به کمک تجهیزات و اجزای الکتریکی و الکترونیکی انجام میشود. در این مقاله، به بررسی کامل و دقیق جنبههای الکتریکی سیستم سوخترسانی خواهیم پرداخت و اصول، ساختار، عملکرد و روشهای تست و عیبیابی آنها را به صورت جامع بیان خواهیم کرد.
مقدمهای بر سیستم سوخترسانی و نقش الکتریکی آن
سیستم سوخترسانی مسئول رساندن سوخت به موتور در حجم و فشار لازم است تا فرآیند احتراق به درستی انجام شود. در خودروهای کاربراتوری سیستم سوخترسانی به صورت مکانیکی عمل میکرد اما در خودروهای انژکتوری، سیستم سوخترسانی از اجزای بسیار الکتریکی و الکترونیکی تشکیل شده است. سنسورها، شیرهای برقی، انژکتورها و واحد کنترل موتور (ECU) نمونههایی از این قطعات الکتریکی هستند که باعث بهینهتر شدن مصرف سوخت، کاهش آلایندگیها و بهبود عملکرد موتور میشوند.
اجزای الکتریکی سیستم سوخترسانی
1. انژکتور (Injector)
انژکتور یکی از مهمترین اجزای الکتریکی سیستم سوخترسانی است که وظیفهی پاشش سوخت به محفظه احتراق را بر عهده دارد. این قطعه عملکرد الکترومغناطیسی دارد و با دریافت ولتاژ از ECU، سوزن داخلی آن باز شده و سوخت به صورت پودر شده به داخل سیلندر تزریق میشود. انژکتورها معمولاً با ولتاژ 12 ولت DC کار میکنند و جریان مصرفی آنها بین 1 تا 5 آمپر است.
برای تست انژکتور، میتوان مقاومت سیمپیچ آن را با اهممتر اندازهگیری کرد. مقاومت معمول در محدوده 12 تا 16 اهم است. همچنین با استفاده از تستر انژکتور میتوان صحت عملکرد پاشش سوخت را بررسی کرد.
2. پمپ سوخت الکتریکی (Electric Fuel Pump)
پمپ سوخت در خودروهای مدرن برقی است و مسئول ایجاد فشار لازم در مسیر سوخترسانی تا انژکتورهاست. این پمپ معمولاً داخل مخزن سوخت یا در مسیر سوخت نصب میشود. موتور پمپ سوخت یک موتور DC است که از باتری تغذیه میشود و کنترل آن توسط رله و ECU صورت میگیرد.
پمپ سوخت با ایجاد فشار حدود 3 تا 4 بار (bar) یا بیشتر، سوخت را به انژکتورها میرساند. عمر مفید این پمپ با عملکرد صحیح ECU و فیلتر سوخت مرتبط است. تستهای مربوط به ولتاژ ورودی، جریان کشیده شده و فشار خروجی پمپ از مهمترین روشهای بررسی سلامت آن است.
3. سنسورها
سنسورهای مختلفی که با سیستم سوخترسانی در تعامل هستند، اطلاعات حیاتی مانند دمای موتور، موقعیت دریچه گاز، فشار هوا، و سایر پارامترها را به ECU ارسال میکنند تا میزان تزریق سوخت تنظیم شود. مهمترین آنها عبارتند از:
- سنسور موقعیت دریچه گاز (Throttle Position Sensor - TPS): تعیین زاویه باز شدن دریچه گاز و در نتیجه میزان هوای ورودی به موتور.
- سنسور دمای آب موتور (Engine Coolant Temperature Sensor - ECT): اطلاع از دمای موتور برای تنظیم سوخت در حالتهای سرد و گرم.
- سنسور فشار منیفولد هوا (Manifold Absolute Pressure - MAP): اندازهگیری فشار داخل منیفولد ورودی که برای محاسبه مقدار سوخت لازم کاربرد دارد.
- سنسور اکسیژن (Oxygen Sensor یا Lambda Sensor): بررسی میزان اکسیژن موجود در گازهای خروجی برای تنظیم نسبت هوا به سوخت جهت کاهش آلایندهها.
نقش ECU در سیستم سوخترسانی الکتریکی
واحد کنترل الکترونیکی موتور یا همان ECU، مغز متفکر سیستم سوخترسانی الکتریکی است که اطلاعات دریافتی از سنسورها را پردازش کرده و فرمان لازم برای عملکرد انژکتورها، پمپ سوخت و سایر قطعات را صادر میکند. ECU با استفاده از الگوریتمهای پیچیده و نقشههای تزریق (Fuel Maps) میزان زمان فعال بودن انژکتورها را برای هر سیلندر محاسبه میکند تا موتور در شرایط مختلف کاری با بهینهترین حالت سوختگیری عمل کند.
ECU اغلب به کمک شبکههای CAN BUS با سایر واحدهای کنترل خودرو در ارتباط است و قابلیت عیبیابی و ثبت خطاها را دارا میباشد.
روشهای بررسی و عیبیابی سیستم سوخترسانی الکتریکی
1. بررسی الکتریکی انژکتورها
اولین گام در بررسی سیستم سوخت رسانی، اندازهگیری مقاومت سیمپیچ انژکتورها به وسیله اهممتر است. اگر مقاومت بسیار زیاد (قطعی) یا بسیار کم (اتصال کوتاه) باشد، انژکتور باید تعویض گردد. همچنین با استفاده از اسیلوسکوپ میتوان پالسهای الکترونیکی ارسال شده توسط ECU را بررسی نمود.
2. بررسی پمپ سوخت با تست ولتاژ و جریان
با استفاده از مولتیمتر، ولتاژ ورودی به پمپ سوخت را در هنگام روشن شدن خودرو بررسی میکنیم. ولتاژ مناسب باید در حدود 12 ولت باشد. همچنین جریان کشیده شده باید در محدوده مشخص توسط سازنده قرار گیرد. کاهش جریان یا ولتاژ میتواند نشاندهنده ایراد در سیمکشی، رله سوخت یا خود پمپ باشد.
3. تست فشار سوخت
استفاده از گیج فشار سنج سوخت، فشار سیستم سوخترسانی را در شرایط مختلف کاری اندازهگیری میکند. اگر فشار پمپ کمتر از استاندارد باشد، احتمال گرفتگی فیلتر سوخت، اشکال در پمپ یا فشار شکن وجود دارد.
4. بررسی سلامت سنسورها
از طریق دیاگ خودرو، دادههای لحظهای سنسورها قابل مشاهده و ثبت است. مقایسهی اطلاعات سنسورها با مقادیر استاندارد به تشخیص سنسورهای معیوب کمک میکند. برای مثال، سنسور دمای موتور در حالت سرد باید مقدار دمای پایین نشان دهد و با افزایش دمای موتور، مقدار آن تغییر کند.
مثال عملی: عیبیابی هنگام استارت نخوردن خودرو
فرض کنید خودرو پس از باتریخوری استارت میخورد اما موتور روشن نمیشود. اولین گام بررسی سیستم سوخترسانی الکتریکی است:
- بررسی وجود ولتاژ 12 ولت در سوکت پمپ سوخت هنگام استارت.
- شنیدن صدای کارکرد پمپ سوخت در نزدیکی تانکر سوخت.
- استفاده از گیج فشار برای سنجش فشار سوخت در ریل انژکتورها.
- بررسی مقاومت و پالسهای انژکتورها توسط اسیلوسکوپ.
- خواندن کد خطاهای ECU در صورت وجود.
با این اقدامات، معمولاً میتوان نقطهای از خرابی یا قطعی در سیستم را شناسایی کرد و اقدام به تعمیر یا تعویض قطعات نمود.
جمعبندی
سیستم سوخترسانی الکتریکی نقش حیاتی در عملکرد موتور خودرو دارد، به طوری که کیفیت پاشش سوخت و زمانبندی آن مستقیماً بر قدرت، مصرف سوخت و آلایندگی اثرگذار است. شناخت عمیق اجزا و روشهای تست الکتریکی این سیستم، به تکنسینها و مهندسان کمک میکند تا عیبیابی دقیق و تعمیرات مؤثر انجام دهند. با پیشرفت فناوری، سیستمهای سوخترسانی پیچیدهتر و هوشمندتر شدهاند و استفاده از ابزارهای الکترونیکی پیشرفته جهت بررسی آنها حیاتی است.
در نهایت، رعایت نکات ایمنی در هنگام کار با سیستمهای الکتریکی سوخترسانی بسیار مهم بوده و باید قبل از شروع تعمیرات باتری خودرو قطع گردد تا از بروز خطرات احتمالی جلوگیری شود.