سير تكامل موتورهای تزریق مستقیم:
    دوره اول تا سال 1950:
    اين دوره به قبل از اختراع كاربراتورهاي پيشرفته برمي گردد كه در موتورهاي خيلي قوي هواپيما از سيستم تزريق مستقيم استفاده مي كردند.
    تكنولوژي مورد استفاده همان تكنولوژي موتورهاي ديزل بود.
    درسال 1954 شركت بنز در خودروی مدلSL300 سيستم تزريق مستقيم را در جهت بهبود كارائي پائين كاربراتور بكار گرفت.
    اين تكنولوژي پس از چند سال توسط سيستم تزريق چند نقطه اي جايگزين شد.

1شكل فوق مربوط به خودروی بنز مدل300SL

دوره دوم از سال 1950تاسال 1980:

  • در اين دوره به منظور دستيابي به صرفه جويي در مصرف سوخت، موتور تزريق مستقيم بايد طوري عمل می کرد تا حد ممكن سوخت رقيق شود.رقيق شدن سوخت توسط تزريق طبقه اي مخصوص صورت مي گيرد تا طبقه بندي سوخت به نحوي باشد كه سوخت غني تري در اطراف شمع انباشته گردد.
  • در روش بالا مشكلاتي وجود دارد كه مانع از به توليد انبوه رسيدن می شد.
  • اين مشكلات عبارتند از:
  • 1-مقدار هيدرو كروبنهای نسوخته :
  • دراين حالت بخاطر اينكه احتراق كامل امري مشكل است.
  • 2-عملكرد ثابت و غير قابل تغيیر موتور
  • 3-كثيف شدن شمع
  • 4-عملكرد ضعيف موتور
  • 5-رقيق شدن روغن موتور
  • 6-مقدار زياد دوده و رسوبات در اطاقك احتراق

 دوره سوم از سال 1995تا اكنون:

  • در اين دوره كاهش مصرف سوخت مهمترين مسئله است، زيرا اولا باعث ذخيره سازي انرژي ويا صرفه جوئي در مصرف آن می شود.
  • ثانيا براي كاهش ميزان آلاينده های هوا
  • درموتورهاي GDI براي رسيدن به حالت های بالا بايد به اهداف زير دست پيدا كرد:
  • 1-طبقه بندي ثابت و پاياي سوخت توسط تزريق طبقه اي در بارهاي كم.
  • 2-تزريق كاملا هموژن وهمسان سوخت در دورهاي زياد
  • 3-تغير روشهاي تزريق از طبقه اي به هموژن بصورت سريع و بدون اثر نامطلوب در عملكرد موتور

 موتورهاي تزريق مستقيم چيست ؟
درموتورهاي معمول انژكتوري، بنزين به داخل مانيفولد گازتزريق مي شود،اما در موتورهاي تزريق مستقيم سوخت به داخل سيلندر تزريق مي شود.نتيجه تزريق مستقيم نظارت دقيق تر بر نسبت هوا به سوخت در حالتهاي مختلف رانندگي است.يكي ديگر از مزاياي اين سيستم قابليت ايجاد تاخير در تزريق مستقيم است كه بر اساس آن توانايي به وجود آوردن مخلوط هاي متفاوتي در سيلندر حاصل مي شود.
 
 انواع سيستم احتراق GDI
تقسيم بندي اين سيستم بر مبناي نوع پاشش سوخت به سيلندر مي باشد:
1-سيستم پاشش چرخشي(ميتسوبيشي و فولكس واگن)
2-سيستم پاشش پيچشي(تويوتا و نيسان)
اختلاف بين GDI وMPI       
  براي تامين سوخت در موتورهاي متداول انژكتوري از يك سيستم سوخت رسانی بنام پاشش سوخت از چند نقطه كه جايگزين كاربراتور شده است استفاده مي كنند.در اين سيستم سوخت توسط انژكتور به پشت سوپاپ پاشيده مي شود از آنجا كه سوخت قبل از ورود به سيلندر با هوا مخلوط ميشود محدوديت هايي براي تامين به موقع سوخت و كنترل فرايند احتراق در اين سيستم وجود دارد.در سيستم تزريق مستقيم سوخت مشابه موتورهاي ديزلي سوخت مستقيما به داخل سيلندر پاشيده مي شود و اين محدوديت ها برطرف شده است همچنين زمان بندي پاشش سوخت مطابق بار موتور به دقت كنترل مي شود.
2

سیستم تزریق چندنقطه ای MPI3

 سیستم تزریق مستقیم (GDI)

حالتهاي موتور:
1 -دور آرام: در اين حالت شير كنترل كننده چرخش هوا بسته شده و هوا مجبور به عبور از گذر گاهي مارپيچي مي شود اين عمل باعث مي شود كه هوا در هنگام ورود به سيلندر جرياني گردابي داشته باشد.
  پاشش سوخت در انتهاي مرحله تراكم صورت مي گيرد به صورت طبقه اي تزريق مي شود.
   (تزریق طبقه اي به اين صورت است كه محوطه اطراف شمع مخلوط غني دريافت مي كند در حالي كه در لايه بعدي با مخلوط رقيق  و قسمت بعدي سيلندر با هواي خالص پر مي شود )
در اين حالت سوخت بين 40-70درجه قبل از نقطه مرگ بالا پاشش مي كند.
اگر سوخت زودتر از 70 درجه تزريق شود فواره سوخت به قسمت مناسبي از تاج پيستون برخورد نخواهد كردو در نتيجه حركت مناسبي به سمت شمع ايجاد نخواهد شد.
اگر سوخت ديرتر از 40 درجه قبل از مرگ بالا تزريق شود امكان تبخير آن بسيار كم خواهد بود؛كه افزايش سرعت دوراني موتور اين مورد را افزايش خواهد داد.
براي رفع اين مشكل از انژكتورهای خاص كه از مواد پيزو الكتريك ساخته شده و حركت گردابي شديدي به فواره سوخت در هنگام تزريق می دهند، استفاده می کنند، اين امر سبب تبخير سريعتر و اختلاط بهتر مخلوط سوخت و هوا می شود.
-دور زياد:
در اين حالت شير كنترل كننده باز و هوا با حداقل مقاومت وارد سيلندر مي شود،سوخت در هنگام مكش تزريق مي شود و نتيجه آن مخلوطي همگن سوخت و هوا است.
5
تكنولوژي هاي جديد بكار رفته در موتور

  • 1-پيستون مخصوص(PISTON CAVITY):
  • كه داراي سطح كروي بوده كه نقش محفظه احتراق را نيز دارد.
  • منحني تاج پيستون طوري طراحي شده است كه وقتي سوخت پاشيده شده به سمت شمع حركت كند. به علاوه اين طرح براي حفظ جريان چرخشي هوا وسوخت  تا انتها مرحله تراكم مفيد است.
  • 6

2-پمپ فشار قوي جهت ارسال سوخت
(
HIGH-PRESSURE FUEL PUMP)

در اين سيستم به منظور ساده كردن پمپ فشار قوي در سيستم ريل مشترك، از يك پمپ پيستوني استفاده شده است.
نكته ای كه در اين پمپ بايد مورد توجه قرار گيرد دقت بيشتر در سيستم روغن كاري و سيستم خنك كاري مي باشد زيرا بنزين ويسكوزيته كمتري دارد.
اين پمپ روي سر سيلندر نصب شده و مستقيما توسط ميل سوپاپ مي چرخد.
فشار ارسال سوخت توسط يك سوپاپ يك طرفه تنظيم مي شود
 
مهمترين نقص اين پمپها كه توسط موتور به حركت در مي آيند ضعف پمپ و كمبود فشار سوخت در حالتهایي كه موتور هنوز دور نگرفته است .
براي جبران نمودن این مشکل پمپ از يك پمپ ثانويه كه در داخل باك نصب است استفاده مي شود.
7

3-انژكتور مارپيچ (HIGH-PRESSURE SWIRL INJECTION):

  • در اين سيستم به منظور دست يافتن به تايمينگ دقيق و كنترل كيفيت از انژكتور الكترومگنتي استفاده شده است.
  • اين انژكتور از نوع مارپيچ بوده كه به منظور پخش نمودن سوخت و اتميزه كردن آن بكار مي رود.
  • حركت چرخشي سوخت به علت قرار گرفتن نوك انژكتور در مسير عبور سوخت مي باشد.

در مرحله دور زياد فشار محيط تزريق معادل فشار اتمسفر می باشد ولي در مرحله دور آرام كه سوخت در انتها مرحله تراكم پاشيده مي شود فشار محيط حدود 3 الي 5Mpa مي باشد
8
4-راهگاه ورودي هواي قائم:
اين راهگاه باعث ايجاد يك جريان هواي قوي مي گردد.جهت چرخش هوا در اينجا بر عكس موتورهاي معمولي مي باشد يعني هواي داخل سيلندر در موتورهاي GDI در جهت عقربه هاي ساعت مي چرخد در حالي كه در موتورهاي معمولي جهت چرخش، خلاف عقربه هاي ساعت است.
سرویس و نگهداری موتورهای تزریق مستقیم:
مشکل عمده ای که در موتور های تزریق مستقیم یا GDI وجود دارد، دوده گرفتن محفظه ی احتراق و سرپیستون می باشد که عملکرد موتور را تحت تاثیر قرار می دهد و مصرف سوخت و صدای موتور را زیاد می کند. این مشکل زمانی که بنزین بی کیفیت باشد شدت پیدا می کند و نیاز است که سرویس دوره ای موتور در بازه های زمانی کوتاه تری انجام شود.برای سرویس موتورهای تزریق مستقیم GDI، کیت مخصوصی وجود دارد که داخل محفظه ی احتراق، سرپیستون و نشیمنگاه سوپاپ ها را پاک سازی می کند.
شرکت هیوندایی موتورز، کیت شستشوی موتور را به عنوان ابزار مخصوص به نمایندگی های خود در سراسر دنیا می دهد و شرکت نیلی کار نیز در ایران نمایندگی انحصاری این محصول را در اختیار دارد.

9

این کیت شستشوی موتور طبق شکل شامل اجزای زیر می باشد:
1)  بکس بادی
2)  آندوسکوپ
3) کیت ساکشن (مکش)
4)  نگدارنده ی فرچه
5)  مایع شستشو
6) راهنمای بدنه ی فرچه
7)  رابط بکس بادی
8)  فرچه (برس)
10
 
امکان شستشوی قسمت های زیر با این ابزار وجود دارد:
1) قسمت سر پیستون
2) نشیمنگاه سوپاپ
3) محفظه احتراق
4) سوپاپ ورودی ( موتورهای بنزینی یا دیزل)
 
مراحل شستشوی موتور توسط کیت شستشو:
1) شمع ها را بازکنید.
2)  به وسیله ی آندوسکوپ موجود در کیت، داخل محفظه ی سیلندروسر پیستون را از نظرتمیزی چک کنید.
3)  برای شروع عملیات شستشو توصیه می شود که موتور سرد باشد.
4)  درون هر یک از سیلندرها مقدار صحیحی از مایع شستشو را توسط سرنگ موجود در کیت  بریزید، این مقدار به شرح زیر است.
  – موتورهای 3 یا 4 سیلندر :30سی سی
  – موتورهای v  شکل : 50 سی سی
5) بسته به میزان کثیف بودن موتور 10 تا 30 دقیقه صبر کنید که مایع جرم ها را به خود جذب کند.
6) سیلندرهایی را که می خواهید شستشو دهید در حالت نقطه مرگ بالا قرار دهید و به میزان ذکر شده در زیر از نقطه ی مرگ بالا، پایین بیاورید.
  – موتورهای 3 سیلندر: 1 سانتی متر پایین تر نقطه مرگ بالا
  – موتورهای 4 سیلندر: 4 سانتی متر پایین تر نقطه مرگ بالا
  – موتورهای v شکل : 2 سانتی متر پایین تر نقطه مرگ بالا
نکته: توجه نمایید که در موتورهای چهار سیلندر، سیلندرهای 1و4 باهم و سیلندرهای 2و3 نیز باهم بالا و پایین می روند.
در موتورهای شش سیلندر: 2-5 و 3-6 و 1-4 نیز باهم بالا و پایین می روند.
7) در این مرحله با توجه به تعداد سیلندرو حجم موتور برس و نگهدارنده ی مناسب را انتخاب  کنید و داخل هر سیلندرا به مدت 5 دقیقه شستشو دهید، دقت نمایید که جهت چرخش بکس بادی، ساعتگرد باشد.
 – نکته: در زمان برس کردن سیلندرها، نگهدارنده را بالا و پایین ببرید تا همه ی نقاط تمیز شوند.
8) پس از اتمام شستشوی همه ی سیلندرها، با استفاده از کیت ساکشن، مایع شستشوی داخل سیلندر ها را مکش کرده و به همراه جرم و دوده ها از موتور خارج نمایید. برای تخلیه کامل مایع از سیلندرها، توصیه می شود که شیلنگ ساکشن را به چپ و راست حرکت دهید.
9) پس از اتمام مراحل شستشو، موتور را چند دور بچرخاند تا باقیمانده ی مایع داخل سیلندرها نیز خارج شود، سپس با استفاده از آندوسکوپ وضعیت داخل سیلندر را پس از شستشو چک کنید و در آخر نیز شمع ها را ببندید.
تذکر:
مراحل شستشوی سوپاپ های ورودی نیز دقیقا به همین شکل است اما با چند تفاوت مختصر:
1) برای شستشوی سوپاپ های ورودی باید مانیفولد هوا باز شود و نیازی به باز کردن شمع ها نیست.
2) زمان برس کردن هر سوپاپ 3 دقیقه می باشد که البته با توجه به میزان کثیفی سوپاپ ها، می توان این زمان را افزایش داد.
3) میزان مایع شستشو برای هر سوپاپ نیز، 20 سی سی می باشد.
در فیلم زیر نحوه ی کارکرد متور تزریق مستقیم GDI هیوندایی به نام Theta 2 را مشاهده می کنید.

توسط: تاریخ انتشار: 31 شهریور 1394دسته بندی: آموزش آنلاین, تکنولوژیها و مفاهیم خودرودیدگاه‌ها برای موتور تزریق مستقیم (GDI) و نحوه ی سرویس آن بسته هستندبرچسب ها: , , ,