تنظیم سوخت (Fuel Trim) و مشکلات مخلوط بیش از حد رقیق در خودرو

یکی از مباحث اساسی در مهندسی خودرو و عیب‌یابی موتور، موضوع تنظیم سوخت (Fuel Trim) است که نقش حیاتی در حفظ عملکرد بهینه موتور ایفا می‌کند. در این مقاله جامع و تخصصی به بررسی مفهوم تنظیم سوخت، علل و عوارض مخلوط بیش از حد رقیق (Lean Mixture) در موتورهای احتراق داخلی می‌پردازیم. همچنین با تحلیل داده‌های سیستم‌های عیب‌یابی OBD-II و مثال‌های فنی، راهکارهای عملی برای رفع این مشکل را شرح خواهیم داد.

مفهوم تنظیم سوخت (Fuel Trim)

تنظیم سوخت یا Fuel Trim به مقدار تغییراتی گفته می‌شود که واحد کنترل موتور (ECU) روی زمان تزریق سوخت اعمال می‌کند تا نسبت استوکیومتریک سوخت به هوا (AFR - Air Fuel Ratio) را به مقدار بهینه برساند. به عبارت ساده‌تر، ECU با کمک داده‌های حسگرهای اکسیژن (O2 Sensor) میزان سوخت تزریقی را به گونه‌ای تنظیم می‌کند که احتراق بهینه حاصل شود.

انواع تنظیم سوخت

• Short Term Fuel Trim (STFT): تغییرات لحظه‌ای تنظیم سوخت که معمولا در مقیاس ثانیه اندازه‌گیری می‌شود.
• Long Term Fuel Trim (LTFT): تغییرات بلندمدت تنظیم سوخت که بر اساس داده‌های چند دقیقه‌ای به دست می‌آید و نشان‌دهنده اصلاحات و تنظیمات دائم ECU است.

مقدار تنظیم سوخت معمولا به صورت درصد (%) بیان می‌شود. مقدار ۰٪ به معنی عدم نیاز به اصلاح، مقادیر مثبت بیانگر افزایش سوخت تزریقی و مقادیر منفی نشان‌دهنده کاهش مقدار سوخت نسبت به مقدار برنامه‌ریزی شده است.

مخلوط بیش از حد رقیق (Lean Mixture) چیست؟

مخلوط رقیق به حالتی گفته می‌شود که نسبت هوا به سوخت از مقدار استوکیومتریک (معمولاً ۱۴.۷:۱ برای بنزین) بیشتر باشد. یعنی مقدار هوا بیش از سوخت در محفظه احتراق وجود دارد که این حالت می‌تواند عملکرد موتور را مختل کند و باعث ایجاد مشکلات جدی شود.

دلایل ایجاد مخلوط بیش از حد رقیق

1. نشت هوا (Vacuum Leak): ورود هوای اضافی به محفظه‌های ورودی هوا بدون عبور از حسگرهای مربوطه، باعث افزایش نسبت هوا به سوخت می‌شود.
2. حسگر اکسیژن معیوب (Faulty O2 Sensor): گزارش نادرست نسبت سوخت به هوا به ECU باعث تنظیم نادرست می‌شود.
3. خطا در حسگر جریان هوا (MAF Sensor): اندازه‌گیری غلط حجم هوای ورودی منجر به تزریق کمتر سوخت می‌شود.
4. انسداد در سیستم سوخت‌رسانی: گرفتگی انژکتورها یا فیلتر سوخت باعث کاهش تزریق سوخت می‌شود.
5. مشکلات در فشار سوخت (Fuel Pressure): افت فشار پمپ یا تنظیم اشتباه رگولاتور فشار سوخت.
6. عیب در سیستم بازیافت بخارات سوخت (EVAP): شکستگی یا نشت در اجزای سیستم که باعث ورود هوای اضافه می‌شود.

تأثیرات مخلوط بیش از حد رقیق روی موتور

هنگامی که مخلوط سوخت و هوا بیش از حد رقیق باشد، موتور با مشکلات فنی متعددی روبرو می‌شود:

کاهش قدرت موتور و افزایش مصرف انرژی

احتراق ناقص سوخت باعث کاهش بازدهی و افت محسوس توان خروجی موتور می‌گردد.

ایجاد ضربه (Knock یا Detonation)

مخلوط رقیق به همراه افزایش دمای محفظه احتراق موجب پدیده ضربه موتور شده که می‌تواند به قطعات موتوری آسیب برساند.

افزایش دمای اگزوز و آسیب به مبدل کاتالیتیک

سوخت نسوخته یا نسوخته ناقص در اگزوز باعث داغ شدن بیش از حد کاتالیست و کاهش عمر مفید آن می‌شود.

ایجاد لرزش و خاموش شدن موتور

موتور ممکن است به علت عدم احتراق مناسب در سیلندرها دچار لرزش و بعضا خاموشی در حالت درجا و بار سبک شود.

تشخیص مخلوط رقیق با استفاده از داده‌های OBD-II و حسگرها

در خودروهای مدرن، سیستم عیب‌یابی OBD-II و کابل‌های الکترونیکی مرتبط قادر به ارائه داده‌های دقیق از وضعیت انسداد و نسبت سوخت و هوا هستند. برخی از کدهای خطا (DTC) مرتبط مخصوص این مشکل عبارتند از:

• P0171 - سیستم بیش از حد رقیق (بخش بانک 1)
• P0174 - سیستم بیش از حد رقیق (بخش بانک 2)

ارزیابی داده‌های Fuel Trim

محدوده مقدار	تفسیر
۰ ± 5%	تنظیم سوخت نرمال، ECU تغییرات کمی اعمال کرده است.
بیش از +10%	ECU مجبور است سوخت تزریقی را افزایش دهد (مخلوط رقیق).
کمتر از -10%	ECU مقدار سوخت را کاهش می‌دهد (مخلوط غنی).

برای نمونه، اگر مقدار STFT و LTFT هر دو به بیش از +20% افزایش یابند، این نشانه قوی‌ای از مخلوط بیش از حد رقیق است. این داده‌ها کمک می‌کنند که مکانیزم دقیق مشکل شناسایی گردد.

تحلیل داده‌های حسگر MAF و O2

حسگر MAF میزان هوای ورودی را اندازه‌گیری می‌کند و اگر مقدار آن در شرایط یکسان کم گزارش شود، نتیجه آن افزایش تنظیم سوخت (افزایش FT) خواهد بود. همچنین حسگر بنزن یا Lambda خطاهای نسبت سوخت و هوا را ثبت می‌کند.

مثال عملی و نکات مهندسی در تنظیم سوخت

فرض کنید خودرو در حال کار در حالت درجا (Idle) دارای مقدار STFT حدود +25% و LTFT حدود +30% باشد. این یعنی ECU سعی دارد 25 تا 30 درصد سوخت بیشتری نسبت به مقدار پایه تزریق کند تا به نسبت مطلوب برسد.

در این حالت اولین گام چک کردن تمام مسیرهای ورود هوا پس از حسگر MAF است؛ ممکن است یک ترک یا نشت در منیفولد هوا وجود داشته باشد. همچنین بررسی عملکرد حسگر MAF با استفاده از ابزار دیاگ ضروری است. اگر MAF ایراد نداشت، نوبت به بررسی انژکتورها و فشار سوخت می‌رسد.

در ادامه کاری می‌توان از اسپری کربن‌شوی داخل منیفولد برای جلوگیری از نشت‌های مرتبط با دریچه گاز و مجرای هوا استفاده کرد.

روش‌های رفع مشکل مخلوط بیش از حد رقیق

۱. برطرف کردن نشت هوا

کلیه اتصالات و شیلنگ‌های منیفولد ورودی هوا را بررسی و تعمیر یا تعویض کنید تا از ورود هوای اضافی جلوگیری شود.

۲. بررسی و تعویض حسگرهای معیوب

به خصوص حسگر MAF و O2 را با دستگاه دیاگ بررسی کنید و در صورت خرابی تعویض نمایید.

۳. سرویس سیستم سوخت‌رسانی

شستشوی انژکتورها و تعویض فیلتر سوخت و بررسی فشار پمپ سوخت از نکات مهم رفع رقیق بودن مخلوط است.

۴. به‌روزرسانی نرم‌افزار ECU

گاهی اشتباه در کالیبراسیون ECU باعث تنظیم نادرست سوخت می‌شود که با فلش کردن نرم‌افزار ECU رفع می‌گردد.

نتیجه‌گیری

تنظیم سوخت (Fuel Trim) نقشی تعیین‌کننده در کیفیت احتراق و عملکرد موتور دارد. مخلوط بیش از حد رقیق یک ایراد رایج است که باعث کاهش راندمان، آسیب به قطعات و افزایش آلایندگی می‌شود. با استفاده از داده‌های دقیق سیستم OBD-II و بررسی تخصصی حسگرها و قطعات، می‌توان علل ایجاد این مشکل را شناسایی و به راحتی رفع کرد.

در نهایت توجه به علائم اولیه مثل کدهای خطا P0171 و P0174 و مقادیر بالای Fuel Trim باعث می‌شود تا تعمیرکاران و مهندسان خودرو اقدامات به موقع و مؤثری در حفاظت از موتور انجام دهند.