انواع سیستم های سوخت رسانی

انواع سیستم های  سوخت رسانی

1. موتورهای کاربراتوری

این موتورها تا دهه‌ی 1980 متداول‌ترین نوع موتورهای بنزین‌سوز بوده‌اند. کاربراتور، از اولین اختراعات کارل بنز مخترع آلمانی موتورهای احتراقی داخلی، وسیله‌ای در موتورهای احتراق داخلی است که هوا و سوخت را با هم ترکیب می کند. اکثر موتورهای کاربراتوری دارای یک کاربراتور و یک لوله‌ی چند شاخه بوده که ترکیب هوا و سوخت را تقسیم کرده و به دریچه‌های مکش انتقال می‌دهد. کاربراتور در موتور سه وظیفه اصلی دارد:

سیستم سوخت رسانی کاربراتوری در خودرو

  1.  اندازه‌گیری جریان هوای موتور 
  2. ارائه‌ی مقدار صحیح سوخت، به منظور نگهداری ترکیب سوخت و هوا در حد مناسب (با در نظر گرفتن فاکتورهایی همچون دما) 
  3. ترکیب کردن کامل این دو به طور مساوی   

قیمت اولیه‌ی موتورهای کاربراتوری حدود پنج برابر کمتر از انژکتوری است در حالی که هزینه‌ی نگهداری کاربراتورها به مراتب بیشتر از موتورهای انژکتوری است. از نظر قدرت و عملکرد، موتورهای کاربراتوری عملکرد بهتری نسبت به انژکتوری داشته زیرا در کاربراتورها محدودیتی در مقدار بنزینی که از باک پمپ می‌شود وجود ندارد. این بدین معنی است که با بعضی تغییرات می توان اجازه داد سوخت بیشتری به کاربراتورها و سپس به سیلندرها فرستاده شده و قدرت موتور بیشتر شود. البته در کاربری‌های روزانه و عادی این مصرف سوخت بیشتر کاربردی نداشته و تنها منجر به هزینه‌ی سوخت بیشتر می‌شود.

2. موتورهای انژکتوری

 امروزه موتورهای انژکتوری دقیق‌ترین، قابل اعتمادترین و از نظر اقتصادی به صرفه‌ترین سیستم سوخت رسانی را دارا هستند. سیستم‌های انژکتوری توسط قطعات کامپیوتری کنترل می‌شوند و به گونه‌ای طراحی شده‌اند که نسبت مناسب سوخت و هوا برای موتور در شرایط مختلف بار، سرعت و دما فراهم شود. تفاوت اصلی انژکتور و کاربراتورها در این است که انژکتور، سوخت را توسط یک دهانه کوچک و تحت فشار بالا تبدیل به پودر کرده، در صورتی که کاربراتور توسط ایجاد مکش از طریق لوله ی ونتوری سوخت را به داخل جریان هوا می‌کشد. سیستم‌های مختلف انژکتوری شامل موارد زیر می‌شود:

سیستم سوخت رسانی انژکتوری در خودرو

• تزریق تک نقطه ای (TBI): در این روش از یک انژکتور برای تزریق سوخت در بدنه‌ی دریچه‌ی بنزین (همان جایگاهی که سابقا کاربراتور قرار داشت) استفاده می‌شود. تزریق تک-نقطه ای از سیستم‌های ابتدایی تزریق سوخت است.     

• تزریق پورت مرکزی یا چند نقطه‌ای (CPI): در این روش انژکتور در قسمت پایینی لوله‌ی مکش قرار می‌گیرد و سوخت به جای دریچه‌ی بنزین مرکزی، جداگانه به هر درگاه مکش تزریق می‌شود.

• تزریق مستقیم بنزین (GDI): در این سیستم سوخت مستقیما درون سیلندرها تزریق می‌شود. سیستم تزریق مستقیم سال‌ها در موتورهای دیزلی مورد استفاده قرار می‌گرفت اما تا سالهای اخیر در سیستم‌های انژکتوری استفاده نمی‌شد.

از مزایای موتورهای انژکتوری نسبت به کاربراتوری می توان به میزان تولید کمتر کربن دی اکسید اشاره کرد. توجه به تولید گازهای گلخانه‌ای در سال‌های اخیر، باعث شده که کمپانی‌های بیشتری به موتورهای انژکتوری روی بیاورند.

3. سیستم‌های سوپر شارژر

سوپرشارژر کمپرسوری است که فشار و تراکم هوای موتورهای احتراق داخلی را افزایش می‌دهد. در این سیستم در هر مرحله‌ی مکش اکسیژن بیشتری وارد موتور شده و منجر به سوخت بنزین بیشتر و در نتیجه تولید نیروی بیشتر می‌شود. نیروی لازم برای عمل کردن یک سوپر شارژر به طور مکانیکی توسط میله‌ای متصل به میل لنگ تامین می‌شود.

4. سیستم‌های توربو شارژر

توربو شارژرها به منظور بهبود بخشیدن کارایی و قدرت موتورهای احتراق داخلی طراحی شده‌اند. در این سیستم‌ها، یک توربین با فرستادن مقدار هوای بیشتر و به همان نسبت سوخت بیشتر به داخل محفظه‌ی احتراق کارایی موتور را افزایش می‌دهد. تفاوت توربو شارژر با سوپر شارژرها در این است که توربین‌های توربو شارژر توسط فشار و گرمای گازهای زائد موتور یا در برخی موارد با کمک نیروی الکتریکی حرکت می‌کنند و نیازی به کمک گرفتن از میل لنگ نیست.

سوپرشارژر در سیستم سوخت رسانی خودرو

5. موتورهای گاز سوز

 در سال‌های اخیر، گاز طبیعی فشرده یا CNG به علت قیمت پایین‌تر، فراوانی بیشتر و تولید آلودگی کمتر به عنوان جایگزین مناسبی برای بنزین در نظر گرفته شده است. با وجود این چون سوخت فسیلی به شمار می رود، راه حل مناسبی برای وابستگی انسان به سوخت های فسیلی نیست. فضای زیادی که توسط سیلندرهای حاوی گاز اشغال می شود یکی از معایب این موتورهاست. در موتورهای گازسوز، گاز طبیعی درست در لحظه‌ای که اشتعال شکل می‌گیرد توسط یک انژکتور با فشار بالا به سیلندرها تزریق می‌شود. هوای داغ و متراکم داخل سیلندرها سبب می شود تا سوخت به سرعت مشتعل شود.

6. موتورهای دیزلی

این موتورها از سوخت دیزل (گازوئیل) استفاده می‌کنند. موتورهای دیزلی از یک موتور بنزین سوز گشتاور بیشتری تولید کرده، سوخت کمتری مصرف کرده و به همان نسبت کربن دی اکسید کمتری دفع می کنند. سوخت‌های دیزلی دارای معایبی از جمله داشتن مقدار زیادی سولفور، تولید دوده و دفع نیتروژن اکسید هستند. این موتورها صدای زیادی نیز تولید می‌کنند که باعث شده تا گزینه‌ی مناسبی برای خودروهای شخصی نباشند.

7. خودروهای هیبریدی

خودروهایی که از دو یا چند منبع نیرو استفاده می‌کنند هیبریدی نامیده می شوند. اکثر خودروهای هیبریدی موجود در بازار دارای یک سیستم احتراق داخلی و یک یا چند موتور الکتریکی هستند. تویوتا پریوس به عنوان اولین خودروی هیبریدی که به تولید انبوه رسید در سال 1997 روانه بازار شد. امروزه خودروهای بیشتری با این سیستم در بازار دیده می‌شوند.

خودروی تویوتا پریوس با سیستم سوخت رسانی هیبریدی