مقاله در مورد سیستم های سوخت رسانی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 مقاله در مورد سیستم های سوخت رسانی دارای ۶۶ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله در مورد سیستم های سوخت رسانی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله در مورد سیستم های سوخت رسانی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن مقاله در مورد سیستم های سوخت رسانی :

سیستم های سوخت رسانی

سیستم سوخت رسانی HEUI
تکنولوژی پیشرفته، عملکرد بهتر
سیستم سوخت رسانی HEUI (سیستم پاشش سوخت با عملکرد هیدرولیکی و کنترل الکترونیکی) یکی از مهمترین اختراعات قرن اخیر در زمینه تکنولوژی موتورهای دیزل است. HEUI بسیاری از محدودیتهای مکانیکی و معمول انژکتورهای الکترونیکی را برداشته و استانداردهای تازه ای برای مصرف بهینه و مطمئن سوخت و کنترل آلودگی معرفی می نماید. سیستم فوق العاده پیشرفته HEUI که در حال حاضر استاندارد بکار رفته در گستره وسیعی از موتورها و ماشینهای کاترپیلار است برای فعال ساختن انژکتورهای سوخت بجای انرژی مکانیکی از انرژی هیدرولیک

استفاده می کند. سیستم HEUI همزمان با عملکرد ECM (مدول کنترل الکترونیکی) موجب کنترل بسیار دقیق اندازه و زمان بندی سوخت شده که این امر خود موجب عملکرد بی نظیر و اقتصادی موتور می شود.
به خاطر نوع عملکرد، دقت و سایر قابلیتهای اثبات شده، انژکتورها در سیستم HEUI از اهمیت بسیاری برخوردارند.

سیستم سوخت HEUI
پاسخگوی نیاز به آلودگی کمتر، مصرف اقتصادی تر و عملکرد بهتر
تکنولوژی انژکتورهای HEUI باعث شده که طرز تفکر مالکان، تکنسینها و اپراتورهای ماشین آلات درباره نحوه عملکرد موتورهای دیزل تغییر کند. کارآیی سیستم HEUI از یونیت انژکتورهای مکانیکی و الکترونیکی معمول برتر بوده و ارزش بیشتری به سرمایه گذاری شما در ماشین آلات و موتورهای کاترپیلار می دهد.
تنظیم دقیق فشار پاشش سوخت در هر سرعت موتور
در سیستم سوخت قدیمی و معمول، تمام مسیر سوخت زیر فشار بالا قرار دارد. در سیستم HEUI تا زمانی که سوخت به داخل سیلندر تزریق شود، سوخت در فشار پایین قرار می گیرد و فشار سوخت بصورت هیدرولیکی از طریق ارسال سیگنال از ECM (مدول کنترل الکترونیکی) ایجاد می شود.

فشار پاشش سوخت در سیستم سوخت رسانی HEUI ارتباطی به سرعت موتور ندارد.
HEUI فشار پاشش را بصورت الکترونیکی تنظیم می کند. این توانایی بی نظیر بدین معناست که تنظیم فشار تزریق اصلاً به دور میل لنگ وابسته نیست. بیشترین فشار پاشش سوخت را می توان در سرعتهای بالا بدست آورد که در این حالت بیشترین صرفه اقتصادی، کاهش دود و بازده بهتری نیز خواهیم داشت.

نگاهی دقیق به سیستم HEUI
سیستم HEUI دارای ۴ قسمت است:
۱ انژکتورHEUI : از انرژی هیدرولیک روغن موتور تحت فشار قرار گرفته جهت پاشش استفاده می کند (نه از انرژی مکانیکی حاصل از میل بادامک).
فشار پاشش سوخت توسط فـشـار ورودی روغن ( ۳۳۰۰PSIتا ۸۰۰) کنترل شده در حالی که مقدار پاشش سوخت توسط ECM اندازه گیـری می شود.
۲ (ECM) مدول کنترل الکترونیکی: این کامپیوتر بسیار پیشرفته با دقت زیاد میزان پاشش سوخت و سایر سیستمهای دیگر موتور را مدیریت می کند. سولونوئید انژکتوری HEUI بوسیله علائم الکترونیکی تولید شده در ECM تحریک می شود. ریزپردازنده ECM با استفاده از نرم افزار مربوطه و پردازش اطلاعات وارد شده از سنسورهای چندتایی و همچنین پارامترهای کاربری اپراتور حداکثر عملکرد موتور را در هر شرایطی فراهم می کند.

۳ پمپ روغن فشار بالا: پمپ روغن محوری دبی متغیر نصب شده روی سیستم، روغن ذخیره شده را سریعاٌ در زمان استارت سرد ارسال می کند.

۴ شیر کنترل فشار فعال کننده انژکتور سوخت: این شیر بصورت الکترونیکی میزان خروچی پمپ روغن و فشار پاشش را تنظیم می کند.
در سیستم HEUI هماهنگی و همکاری ۴ قسمت اصلی موجب دقت، اطمینان، نگهداری و تعمیر آسان می شود.

HEUI اعتباری نو در سرمایه گذاری موتور و تجهیزات آن
عملکرد بهتر: موتورهای مجهز به انژکتورهای HEUI از عملکرد بهتری برخوردار بوده و مشکلات کار در ارتفاعات را کاهش داده‌اند.
مصرف سوخت کمتر: قابلیت پاشش سوخت در زوایای مختلف میل لنگ در مقایسه با انژکتورهای مکانیکی، مصرف سوخت را ۷/۲درصد کاهش می‌دهد. حداقل مصرف سوخت به معنی کاهش آلاینده های گازی و دود سفید به هنگام استارت در هوای سرد است.
عملکرد بهینه: کنترل مقدار سوخت آزاد شده در هنگام تأخیر احتراق و زمان پاشش اصلی که به نام منحنی پاشش شناخته می شود این توانایی را برای سیستمهای HEUI امکان پذیر ساخته که عملکردی غیروابسته به دور موتور دارا باشند. این ویژگی، گرمای آزاد شده موتور را بهبود بخشیده و همچنین در کاهش آلودگی و سر و صدا مؤثر خواهد بود.

کاهش دود و آلاینده های خاص
از آنجایی که عملکرد انژکتورهای HEUI به سرعت موتور مرتبط نیست، می توان در موارد بسیاری در فشار تزریق بالا باقی ماند. (می تواند در دامنه عملیاتی گسترده ای فشار پاشش بالایی را فراهم نماید).
تنظیم الکترونیکی این فشارها موجب بهبود پاشش و عملکرد بهینه در دور کند موتور می شود.
کاهش صدای موتور: ویژگی پاشش دوتایی باعث کنترل دقیق تر مصرف سوخت و کاهش صدا می شود. از جمله سایر مزایا می توان به کاهش بارهای ضربه ای در اثر تضعیف ضربه به اجزای اصلی و محرک نام برد.
انژکتورهای بازیافتی HEUI از لحاظ استحکام و کارآیی همانند انژکتورهای نو هستند.
کاترپیلار در فرآیند بازیافت با بهره گیری از تکنیکهای Art-Salvage، کتاب راهنمای استفاده مجدد، سیستمهای پیشرفته ساخت و کنترل دقیق کیفیت، اجزای انژکتورهای کارکرده را به همان کیفیت و بازده اولیه بر می گرداند. یکی از مهمترین قسمتهای این فرآیند، آزمایش است. تکنسینهای باتجربه و ماهر با بکارگیری همان تجهیزات پیشرفته قادر به کنترل کیفیت اجزای جدید خواهند بود. سرمایه گذاری زیاد کاترپیلار برتکنیکهای اندازه گیری حاکی از آن است که تمامی استانداردها دقیقاً رعایت شده اند.
محافظت از سیستم HEUI با کمک فیلترهای بسیار کارآمد کاترپیلار
فیلترهای سوخت بسیار کارآمد کاترپیلار با دارا بودن مشخصه های مهمی مانند گردش مارپیچی، جوشهای آکریلیک و تیوب مرکزی غیر فلزی، عمل محافظت از موتور در برابر ذرات آلاینده سوخت را انجام می دهند.

موتورهای امروزی کاترپیلار در مقایسه با انواع قبلی دارای توان بالاتر اسب بخار، بازده بیشتر و صرفه اقتصادی بیشتری هستند ولی این اجزای ظریف، بیشتر در معرض فرسایش و خطرات ناشی از آلودگی سیستم هستند. در حقیقت علت اصلی ایجاد نقص در سیستم سوخت رسانی به علت وجود مواد فرساینده با ابعاد کوچکتر از ۱۰ میکرن است.

فیلترهای سوخت کاترپیلار با کمک فیلترهای بسیار ریز، قادر به جداسازی ۹۸درصد ذرات با قطر ۲ میکرن و یا حتی کوچکتر است. با جداسازی اکثر ذرات ریز، میزان محافظت انژکتورها، پمپ ها و سایر اجزا سیستم سوخت به حداکثر خود می رسد.
آموزش تعمیر سیستم سوخت رسانی

بعد از کاربراتور و کاربراتور مدار بسته تولید کنندگان ایرانی کم کم در حال تبدیل سیستم کابراتور بهINJECTORS هستند . سالهاست که سیستم کاربراتور به دلیل معایبی که دارد دیگر در صنعت خودرو سازی کاربرد ندارد و همچنین سیستمهای جدید دارای امتیازات بیشتری نسبت به کاربراتور می باشد .

استفاده از INJECTORS به جای سیستمهای قدیمی به خاطر دو دلیل عمده است .

۱-کنترل آلودگی محیط زیست
۲-مصرف سوخت بدلیل استفاده از سیستم مدیریت ECU کمتر است
سیستم INJECTORS دارای هشت مزیت است که عبارتند از :
۱-توزیع سوخت یکنواخت و به اندازه لازم در همه سیلندر ها

چون کاربراتور در مرکز مانیفولد گاز نسب می شود به سیلندر های ۲و۳ نسبت سوخت کمتری می رسد.
۲- خام سوزی کمتر به علت اندازه گیری دقیق سوخت .گازهای CO,HC.NOX کمتر است
۳-راندمان حجمی موتور زیاد است.
در سیستم کاربراتوری بدلیل وجود ونتوری در گلوگاه هوا به خوبی وارد نمی شود .در سیستم INJECTORS ونتوری وجود ندارد.
۴-ارتفاع موتور به علت حذف کابراتور کوتاه تر است.
۵- نیاز به سیستم کنترل حرارت مانیفولد نمی باشد
۶-قدرت شتاب گیری موتور زیاد است . زیرا سوخت در زمان لازم و به اندازه مورد نیاز در پشت دریچه سوپاپ وجود دارد.
۷- مصرف سوخت به علت اندازه گیری در کلیه شرای

ط و قطع سوختدر حالت خود گردانی موتور یا در سرعت نهایی کمتر است.
۸-تاثیر فشار هوا یا دمای محیط در مقدار سوخت موثر نمی باشد .
سیستم نسب شده روی پراید در ۳نوع کیا و سازم و زیمنس است.
در گذشته مدل کیا را روی پراید نصب می کردند ولی حالا بیشتر از زیمنس استفاده می گردد .
اساس کار در سیستم INJECTORS دریافت اطلاعات از سنسورها و پردازش اطلاعات و فرمان دادن به عملگردها می باشد .

حالا که با اساس کار آشنا شدیم به معرفی سنسورها و عملگرها مدل کیا می پردازیم .

سنسورها سنسور دمای آب wts این سنسور یک حسگر است که داخل مدار خنکاری قرار دارد و با آب موتور در تماس است .
این سنسور از یک مقا

ومت از نوع NTC تشکیل شده که تغییر دما را به صورت تغییر ولت به ECU ارسال می کند .
وقتی دمای آب موتور پایین است تبخیر سوخت کم است و موتور نیاز به سوخت بیشتری است .سنسور هوا از نوع مقاومت NTC می باشد هنگام سرد بودن هوا ولت سنسور زیاد است و هنگام گرم بودن ولت سنسور کم است با تفاوت مقدار ولت سنسور مقدار سوخت و تایمینگ جرقه را تغییر می دهد .
۲- سنسور موقعیت دریچه گاز TPS این سنسور روی دریچه ورودی سوار شده و مقدار باز شدگی دریچه گاز را به صورت تغییر ولت به ECU ارسال می کند .تا مقدار تزریق سوخت تنظیم گردد .

۳- سنسور اکسیزن.

۴- سنسور تعیین پیستون اول و سنسور زاویه سنج و دور سنج .سنسور دور سنج وظیفه دارد دور میل لنگ را در دقیقه به اطلاع سیستم مدیریت ارسال کند . سنسور تعیین پیستون اول وظیفه دارد موقعیت پیستون اول را به سیستم مدیریت ارسال کند . ۵-سنسور فشار سنج هوای ورودی MAP این سنسور با استفاده از اندازه گیری مقدار فشار هوای مانیفولد دبی هوا را تعیین می کند .
و به صورت تغییرات ولت به سیستم مدیریت ارسال می کند .

حالا متوجه شدید که تمامی سنسورها اطلاعات را به صورت ولت به ECU ارسال می کند .
ECU بر اساس ولت دریافتی پردازش انجام داده و به عملگردها فرمان می دهد .
حال به معرفی عملگردها می پردازیم ولی قبل از آ« به معرفی سیستم سوخت رسانی می پردازیم .
سیستم سوخت رسانی
۱-باک ۲- فیلتر فشار ضعیف ۳- پمپ بنزین ۴- لوله ارسال سوخت ۵- فیلتر فشار ضعیف ۶ – ریل سوخت ۷- رگلاتور تنظیم فشار سوخت ۸- لوله برگشت
سوخت داخل باک از فیلتر فشار ضعیف به پمپ می رود و با فشار ۵ اتمسفر به داخل لوله ارسال می رود از آنجا به فیلتر فشار قوی و در ادامه به ریل سوخت جهت استفاده INJECTORS می رسد رگلاتور فشار با کنترل فشار سوخت به میزان ۳ اتمسفر بنزین اضافی را به باک بر می گرداند .
عملگردها
۱- INJECTORS از نوع الکترونیکی هستند که ۱۸۰ درجه قبل از باز شدن سوپاپ ورودی به دستور ECU به مدت چند میلی سانیه اقدام به پاشش سوخت می کنند .

۲- سوپاپ کنترل دور آرام ASC . با روشن شدن کولر و چراغ خودرو موتور خودرو در دور آرام بد کار می کند این سوپاپ در زمان وارد شدن بار اضافی به موتور دور موتور را افزایش می دهد .

۳-سوپاپ برقی کنیستر . این سوپاپ وظیفه دارد بخارات بنزین باک را جمع کند ودر زمان لازم به موتور ارسال کند .
۴- کوئل . از نوع هوا خنک بوده . و وظیفه تولید برق مورد نیاز جهت جرقه در شمع را داراست .
۵-رله اصلی . این رله وظیفه دارد برق را به سنسور ها عملگرها وECU ارسال کند . این رله بعد از بستن سویچ خودرو به مدت چند سانیه برق را قطع نکرده تا اطلا عات سنسورها در حافظه ثبت گردد.
۶- رله فن .رله فن از ECU فرمان گرفته و در دمای ۹۳ درجه سانتیگراد برق را به فن ارسال می کند.و در دمای ۶۷ درجه قطع می کند .
۷- پمپ بنزین از نوع توربینی است و داخل باک قراردارد .تا صدای کمتر داشته باشد و بهتر خنک شود .پمپ دارای فیلتر و سوپاپ یک طرفه است تا در زمان خاموش بودن مدار از بنزین خالی نشود .
۸- سوپاپ برقی EGR . وقتی دمای موتور افزایش می یابد تولید NOXوبرای کاهش آن سعی بر خنک کردن موتور می کنند . در دمای ۵۰ تا ۶۰ درجه آب موتور ECU سوپاپ برقی را فعال می کند که با فعال شدن این سوپاپ مقداری از گازهای مانیفولد دود به مانیفول گاز ارسال می شود و موتور از پس ماندهای بدون نیرو استفاده می کند .و گرمای موتور را کاهش می دهد .

خوب تا اینجا شما با قطعات سیستم آشنا شدید اگر دوست دارید نحوه عیب یا بی و تعمییر را یاد بگیرید نظر بدهید . خیلی مطالب دارم که برای شما آماده کنم . ولی تا شما نظر ندید نمی دانم کدام را زود تر آماده کنم . اگر شما بخواهید این آموزش را در آموزشگاه ببینید باید حدود هشتصد هزار تومان بپردازید

.
پس نوشتن چند کلمه نظر موتور ما را روشن خواهد کرد .

آشنایی با سیستمهای سوخت رسانی
کاربراتوری و انژکتوری

آشنایی با سیستمهای سوخت رسانی کاربراتوری و انژکتوری و مزایای استفاده از تکنولوژی های جدید سوخت رسانی در خودرو
Electronic Fuel Injection
سیستم سوخت رسانی برای خودرو به مانند دستگاه گوارش و دستگاه تنفسی برای بدن انسان ضروری و بسیار حساس است که بایستی انرژی لازم برای استفاده و کار خودرو را فراهم سازد . اما این سیستم های سوخت رسانی چگونه چنین کاری را انجام میدهند ؟ بر چند نوع هستند ؟ مزایا و معایب این نوع سیستم ها چیست ؟ چه نوع سیستمی برای خودرو اقتصادی تر و مناسب تر است ؟ و . . . ده ها سئوال دیگر که ممکن است برای همه ی کسانی که به نوعی با خودرو سر و کار دارند پیش آید . از سال ۱۳۸۳ ساخت خودرو های سواری کاربراتوری تقریبا به حالت تعلیق در آمده است و شرکت ها تنها مجازند از سیستم های انژکتوری برای محصولات خود استفاده کنند . حال آنکه تعدادی از رانندگان قدیمی خودرو همچنان بر استفاده از خودروهای کاربراتوری اصرار می ورزند . اصلا کاربراتور و انژکتور چه تفاوتی با هم دارند ؟ چه کاری انجام می دهند ؟ و کدامیک بر دیگری ارجحیت دارد ؟ و . . . سئوالات مشابه دیگر . در این نوشتار سعی داریم به صورت اختصار با هر دو نوع سیستم سوخت رسانی آشنا شویم و در نهایت با مزایا و معایب هر دو آشنایی پیدا کرده تا بتوانیم به درستی در خصوص استفاده از این سیستم ها در خودرو تصمیم گیری نماییم .

کاربراتور چیست ؟
کاربراتور مهمترین قطعه در سیستم های سوخت رسانی کاربراتوری است . وظیفه ی اصلی کاربراتور تهیه مخلوط مناسبی از هوا و سوخت برای شرایط مختلف کار موتور می باشد . یک کاربراتور بایستی خواسته های زیر را برآورده سازد :
۱ . تهیه مخلوط صحیح هوا و سوخت برای شرایط مختلف کار موتور در زمانی بسیارکوتاه
۲ . مصرف کم سوخت در وضعیت کار عادی موتور

۳ . امکان تامین حداکثر قدرت در حالت بار کامل
۴ . روشن شدن موتور در هر درجه حرارت و کارکرد منظم آن در حالت دور آرام
۵ . پایداری تنظیم های انجام یافته بر روی کاربراتور برای یک مدت طولانی و امکان تنظیم ها با توجه به شرایط کاری موتور
۶ . سادگی ، قابلیت اطمینان و دوام
۷ . سهولت تعمیر و نگهداری
کاربراتور چگونه کار می کند ؟
عامل اصلی کار کاربراتور ایجاد مکش ( خلاء ) در روی مجرای خروج سوخت ( ژیگلور ) می باشد .این کار توسط قسمتی از بدنه کاربراتور به نام ونتوری یا گلوگاه انجام می گیرد . ونتوری در حقیقت مقطع کاهش بدنه کاربراتور می باشد . با باز شدن صفحه گاز هوا توسط سیلندر موتور مکیده شده و به داخل کاربراتور جریان می یابد . در هنگام عبور از ونتوری به علت کاهش مقطع عبور ، سرعت هوا افزایش یافته و فشار محفظه ونتوری کاهش می یابد و مکشی ایجاد می نماید که به مراتب از سایر مقاطع کاربراتور بیشتر است . بنابراین چنانچه مجرای سوخت به این قیمت متصل شود ، سوخت مکیده شده و پس از مخلوط شدن با هوا به داخل سیلندر وارد می شود .
انواع کاربراتور : کاربراتور ها از نظر جریان هوا به سه دسته تقسیم می شوند :

۱ . کاربراتور با جریان هوا از بالا به پایین : در این کاربراتور نیروی جاذبه به جریان مخلوط سوخت و هوا به داخل موتور کمک می کند و در نتیجه تغذیه موتور بهتر انجام میشود . علاوه بر آن دسترسی به کاربراتور از نظر فضای تعمیراتی نیز بهتر می باشد . به همین دلیل این نوع کاربراتور برروی اکثر خودروها به کار می رود که می توانند شامل کاربراتورهای یک مرحله ای یا دو مرحله ای باشند . کاربراتور خودروهای نیسان ، پراید ، پژو از این نوع می باشند .
۲ . کاربراتور با جریان هوا از پایین به بالا : این نوع کاربراتور بیشتر در گذشته به کار گرفته می شده است و علت آن جلوگیری از ورود سوخت به صورت مایع به موتور بود . در حال حاضر با توجه به اینکه این کاربراتور از نظر فضای تعمیراتی از قابلیت دسترسی خوبی برخوردار نیست و علاوه برآن روشن شدن موتور در هوای سرد نیز به خوبی انجام نمی شود ، کاربردی ندارد . کاربراتور خودروهای

قدیمی دهه ی ۶۰ ۱۹ معمولا از این نوع می باشد .
۳ . کاربراتور با جریان هوای افقی : مزیت اصلی این نوع کاربراتور ارتفاع کمی است که درزیر درپوش موتوراشغال می کند . این نوع کاربراتور می تواند دارای ونتوری ثابت یا متغیر باشد . کاربراتور خودرو پیکان از نوع کاربراتور با جریان هوای افقی و با ونتوری متغیر می باشد .
کاربراتورها عموما از قسمت های زیر تشکیل شده اند :
محفظه ی گاز – محفظه ی ساسات – بدنه – محفظه راه انداز – پمپ شتابدهنده که ونتوری در کاربراتورهای یک مرحله ای یا ونتوری ها در انواع دو مرحله ای در بدنه اصلی جای می گیرند . صفحه گاز در محفظه ی گاز و صفحه ی ساسات در محفظه ی ساسات قرار دارند . محفظه ی راه انداز و پمپ شتابدهنده نیز در کاربراتورهای پیشرفته برای جبران بعضی کاستی های کاربراتور های اولیه طراحی و استفاده می شوند .

تا دهه ۱۹۶۰ کاربراتور در بسیاری از سیستم های سوخت رسانی استاندارد مورد استفاده قرار می گرفت . در دهه ۱۹۷۰ در طی تحقیقات و نوآوری هایی سیستم EFI که در آن سوخت توسط انژکتورها با کنترل الکترونیکی به مجرای مکش تزریق می گردید به جای کاربراتور در نظر گرفته شد .
باید بدانیم که وجود چه معایبی از سیستم های کاربراتوری موجب شده تا با کنار گذاشتن آن سیستم انژکتوری را جایگزین آن نماییم . دو جزء اساسی سیستم های کاربراتوری کاربراتور و دلکو می باشند .

کاربراتور ها دو وظیفه اصلی به عهده دارند :
۱ . مخلوط کردن سوخت و هوا به نسبت ترکیبی مشخص که در هر کاربراتور به عنوان یک پارامتر اساسی تعیین می شود .
۲ . توزیع سوخت پودر شده به میزان برابر بین سیلندرها .
دلکو نیز دو وظیفه اصلی به عهده دارد :
۱ . تولید برق مبتنی بر مکانیزم کارکرد پلاتین و فیوز ( خازن ‌) دلکو .
۲ . توزیع برق در روی سر شمع ها در زمان لازم .
معایب عمده و ذاتی کاربراتور :

با دقت در انجام کار کاربراتور می توان دید علی رغم تمام محاسنی که کاربراتور برای خودرو دارد چند عیب ذاتی بزرگ دارد که چشم پوشی از آنها امکان پذیر نیست از جمله
۱ . عدم تناسب میزان مخلوط شدن هوا و سوخت : این میزان ثابت نبوده و به دلیل چگالی نامتناسب این دو ماده که یکی گازی و دیگری مایع است تنها در یک زاویه خاص از دریچه کاربراتور این نسبت رعایت شده و در بقیه موارد این تناسب به هم می خورد .
۲ . کاربراتور شدیدا وابسته به شرایط محیط است : وابستگی شدید کاربراتور به شرایط محیط به خصوص دما و فشار باعث می شود که به جرات بتوان گفت هیچ خودرو کاربراتوری در حالت تنظیم کامل کار نمی کند .زمانی که یک خودرو کاربراتوری را تنظیم می کنید نا خودآگاه این تنظیم را بگونه ای انجام خواهید داد که فقط و فقط خودرو در همان ساعت و همان مکان تنظیم باشد و به محض تغییر محل یا تغییر ساعت ، خودرو از تنظیم خارج می شود . احتمالا شما در هنگام رانندگی از

شهری مانند تهران به شهری دیگر مانند رشت این تغییر رفتار محسوس کاربراتور و بد روشن شدن و تنظیم نبودن خودرو را یا به طور کلی بد روشن شدن خودروهای کاربراتوری در هنگام زمستان و یا صبح زود تجربه کرده اید .
۳ . عدم توزیع یکسان سوخت به سیلندرها : از آنجایی که کاربراتور وظیفه انتقال یک سیال را به سیلندرها به عهده دارد و این انتقال بدون هیچ دخالتی انجام می شود طبیعی است که به سیلندرهایی که به کاربراتور نزدیکترند سوخت بیشتری منتقل شده و بازده آنها بیش از سیلندرهای دورتر به کاربراتور می باشد . این موضوع باعث ایجاد یک نوع عدم بالانسینگ موتور می شود که در صورت استفاده از کاربراتور اجتناب ناپذیر است .
۴ . خفه کردن کاربراتور : این مشکل در کلیه کاربراتورهایی که واحد پمپ شتابدهنده دارند دیده می شود که در زمان خاموشی موتور با چند بار فشردن پدال مقداری سوخت وارد سیلندر می شود و کاربراتور فلوت می کند . در حالی که این موضوع در خودروهای انژکتوری اصلا مصداق ندارد .
۵ . پدیده قفل گازی : این پدیده پس از خاموش کردن موتور رخ می دهد . وقتی که موتور و متعاقب آن پمپ بنزین خاموش می شود بنزینی که در لوله ها و کاربراتور موجود است بر اثر از دست دادن حرکت خود و نیز همنشینی با گرمای موتور بخار شده و باعث دیر روشن شدن خودروهای کاربراتوری پس از چند لحظه خاموش شدن می شوند .این پدیده در خودروهای انژکتوری نیز اتفاق می افتد اما بلافاصله پس از باز کردن سوئیچ با کارکرد پمپ بنزین قبل از روشن شدن موتور این موضوع منتفی می شود .
۶ . وابسته بودن به نوع بنزین : اصولا یکی از پارامترهای کیفی بنزین عدد اکتان است . این عدد بدون واحد در واقع معیاری است که به نوعی می تواند به ما نشان دهد که تا چه حد می توانیم بنزین را تحت فشار قرار دهیم بدون آنکه بنزین دچار خودسوزی و انفجار شود .هر چه عدد مزبور به

عدد ۱۰۰ نزدیکتر باشد کیفیت بنزین مصرفی به اصطلاح بهتر خواهد بود .طبیعتا در لحظه تنظیم موتور این کار با استفاده از بنزین مشخصی صورت می گیرد . حال اگر نوع بنزین و در نتیجه عدد اکتان آن تغییر کند نیازمند تنظیم جدیدی خواهیم بود .اکثر کسانی که از بنزین معمولی در خودرو کاربراتوری خود استفاده می کنند پس از استفاده از بنزین سوپر شاهد این تفاوت کارکرد موتور می

شوند .
۷ . تنظیمات زیاد و پیچیدگی زیاد مکانیکی : موجب می شود که تعمیر کاران اغلب به دلیل عدم آگاهی از تنظیمات دقیق و یا عدم استفاده از ابزار مخصوص های لازم نسبت به تنظیم همه جانبه آن غفلت ورزیده و این خود مزید بر علت می شود علاوه بر این باعث خرابی های زودرس نیز خواهد بود .
معایب عمده ذاتی دلکو :
۱ . شدت جرقه به دور موتور وابسته است : تولید برق در خودرو به دلیل مکانیزم خاص عملکردی پلاتین و خازن دلکوست . در یک کویل ساده در زمانی که پلاتین بسته است جریان از مسیر کویل اولیه و پلاتین عبور کرده و به بدنه می رسد . این عمل موجب شارژ شدن جریانی سیم پیچ اولیه می شود . اصولا سیم پیچ ها دارای خاصیت مشابهی با خازن ها هستند با این تفاوت که خازن ها با تغییرات ولتاژ مخالفت کرده و در زمان افت ولتاژ شبکه با دادن ولتاژخود باعث ثابت ماندن آن در

سیتم شده اما سیم پیچ ها دارای این ویژگی هستند که سعی دارند با دادن جریان اضافی مقدار جریان عبوری از خود را ثابت نگه دارند .
تا زمانی که پلاتین بسته است هیچ اتفاقی نمی افتد . به محض باز شدن پلاتین سیم پیچ که سعی دارد جریان خود را ثابت نگه دارد به اجبار جریان خود را به خازن هدایت می کند . خازن وقتی در این حالت قرار می گیرد ولتاژ روی آن به شدت افزایش یافته و حتی به بالای ۳۰۰ ولت نیز میرسد . این شدت موجب می شود که جریان تغییر مسیر داده و به سیم پیچ برگردد . این تغییر جریان تا شارژ مجدد سیم پیچ ادامه داشته و دوباره جهت جریان بین سیم پیچ و خازن تغییر می کند . تا

زمانی که پلاتین باز است این نوسان بارها انجام شده که نتیجه آن تغییر شار مغناطیسی و تحریک سیم پیچ ثانویه و ایجاد جرقه برروی شمع ها است . در هر بار باز شدن پلاتین این عمل تکرار می شود .در این حالت موتور در دور آرام هیچ مشکلی عملکردی ندارد اما با افزایش دور موتور زمان بسته شدن پلاتین ناخودآگاه کوتاه شده و عمل شارژ و دشارژ کویل خارج از بازه زمانی باز و بسته شدن پلاتین قرار می گیرد . اینجاست که عیب بزرگ سیستم جرقه زنی دلکو ظاهر می شود . کویل به دنبال پلاتین چون زمان کافی برای شارژ و دشارژ سیم پیچ اولیه ندارد نمی تواند شار لا

زم برای تحریک کامل سیم پیچ ثانویه را به دست آورد و لذا شدت جرقه در دورهای بالاتر به طور محسوسی کاهش یافته و خودرو در دور بالا دچار لرزش زیاد کاهش راندمان موتور و افزایش مصرف بنزین به صورت تصاعدی می شود .
۲ . شدت توزیع جرقه بر روی سر شمع ها یکسان نیست : مسئله وجود وایر شمع ها و مشکلات آن همیشه یک معضل بوده است . اما مشکل عمده آن مسئله نا هماهنگ بودن طول وایرهاست که موجب نا موزونی شدت جرقه در سر شمع ها می شود .

۳ . عدم تناسب آوانس های دینامیکی و استاتیکی :
الف ) آوانس استاتیکی که با حرکت دادن موضعی دلکو ایجاد شده و توسط فرد تنظیم می شود .
ب ) آوانس دینامیکی که شامل آوانس های خلائی و وزنه ای هستند که به طور اتوماتیک توسط دلکو تنظیم می شوند . آوانس استاتیکی با توجه به دخالت دست همیشه دقیق تنظیم نمی شود و از طرفی به آوانس خلایی نیز نمی توان اطمینان داشت زیرا با هر بار فشردن و یا رها کردن گاز خلاء منیفولد کم و زیاد شده و آوانس خودرو به هم میریزد و از جانب دیگر آوانس وزنه ای نیز با توجه به اتکا بر نیروی گریز از مر کز و خاصیت غیر خطی فنر وزنه ها معمولا مقدار مناسبی را به دست نمی دهد . تمامی این عوامل دست به دست هم می دهند تا آوانس دلکو هرگز تنظیم قابل قبولی ارائه ندهد .
۴ . تنظیمات زیاد و پیچیدگی زیاد مکانیکی : موجب می شود که تعمیر کاران اغلب به دلیل عدم آگاهی از تنظیمات دقیق و یا عدم داشتن ابزار مخصوص های لازم نسبت به تنظیم های همه جانبه آن غفلت ورزیده و این خود مزید بر علت می شود علاوه بر این باعث خرابی های زودرس نیز خواهد بود .
سیستم تزریق سوخت الکترونیکی EFI چیست ؟
اتومبیل ها یکی از دو سیستم کاربراتوری یا انژکتوری را برای تحویل مخلوط سوخت و هوا با نسبت صحیح به سیلندرها در تمام دامنه های سرعت دورانی موتور مورد استفاده قرار می دهند . هر یک از این دو سیستم حجم هوای مکش را اندازه گیری می کند . حجم هوای مکش بر اساس زاویه دریچه گاز و سرعت موتور تغییر می کند و هر دو سیستم نسبت سوخت و هوای صحیح را برای تمام سیلندرها بر اساس حجم هوای مکش تامین می کنند .

به دلیل اینکه ساخت کاربراتور نسبتا ساده است ونیازی به قطعات با تکنولوژی بالا ندارد در سطح وسیعی از موتورهای بنزینی مورد استفاده قرار گرفته است . در پاسخ به نیاز های فعلی برای کاهش آلودگی دود خروجی از اگزوز ‏، مصرف سوخت اقتصادی ، سوخت رسانی بهینه و سایر موارد دیگر ، کاربراتورهای امروزی باید به وسیله جبران سازهای مختلف مجهز گردند که باعث به وجود آمدن کاربراتور با سیستم پیچیده تر می گردد . برای اطمینان از نسبت سوخت و هوای صحیح در موتور سیستم EFI بر اساس شرایط رانندگی مختلف به جای کاربراتور مورد استفاده قرار گرفت .
سیستم کنترل EFI در دو نوع آنالوگ و دیجیتال برای سوخت رسانی به کار می رود . در سیستم کنترل از نوع آنالوگ حجم سوخت تزریق شده بر اساس زمان مورد نیاز برای شارژ و دشارژ کردن خازن کنترل می شود و لیکن در سیستم کامپیوتری حجم سوخت تزریق شده بر اساس داده های ذخیره شده در حافظه مشخص می گردد علاوه بر کنترل زمان مقدار سوخت تزریق شده آوانس جرقه کنترل سرعت هرزگرد موتور کارکرد نادرست موتور و سایر موارد نیز می تواند بوسیله ی سیستم کامپیوتری کنترل گردد .

تفاوت عمده سیستم های انژکتوری در موتورهای بنزینی و گازوئیلی :
در سیستم های انژکتوری موتورهای گازوئیل سوز از سیستم جرقه زنی و شمع خبری نیست و در حقیقت احتراق درون محفظه ی سیلندر به روش احتراق خود به خودی یا Self Ignition انجام می شود بدین صورت که ابتدا هوا در مرحله تنفس وارد محفظه ی سیلندر شده و در مرحله تراکم تا میزان حتی ۱ به ۲۵ متراکم می شود در این حالت دمای هوا تا حدود ۷۰۰ درجه سانتی گراد افزایش می یابد . سپس در بالاترین نقطه و در زمان مناسب گازوئیل توسط انژکتورها به درون سیلندر پاشش می شود که در حضور هوای داغ باعث انفجار می گردد و منجر به حرکت در آوردن پیستون و در نهایت حرکت موتور می شود .

اما در موتورهای بنزین سوز در مرحله تنفس مخلوط سوخت و هوا وارد سیلندر می شود و همچنان انفجار سوخت در محفظه ی احتراق به کمک جرقه حاصل از فرمان رسیده به شمع ها صورت می گیرد و این نسبت تراکم تا حداکثر حدود ۱ به ۱۱ امکان پذیر می باشد و در صورت انفجار بی موقع سوخت درون سیلندر پدیده Knocking یا Detonation روی داده و باعث وارد آمدن آسیب جدی به موتور خودرو می شود . که این امر توسط ECU کنترل می گردد .

وظیفه ای را که کاربراتور در سیستم سوخت رسانی کاربراتوری به عهده دارد در سیستم های انژکتوری به عهده ۲ سیستم سوخت رسانی و سیستم هوارسانی گذاشته شده است که بوسیله واحد کنترل الکترونیکی Electronic Control Unit هدایت می شوند .
سیستم سوخت رسانی شامل : باک بنزین –Fuel Tank پمپ بنزین Fuel Pump – لوله ای انتقال سوخت Fuel Pipe – فیلتر بنزین Fuel Filter – رگولاتور فشار Pressure Regulator – ریل توزیع کننده سوخت Delivery Pipe Fuel Rail – انژکتورهای مستقر بروی ریل سوخت Injectors و تعدیل کننده جریان ( دامپر ) Damper می باشد .
سیستم هوارسانی نیز شامل : فیلتر هوا Air Filter – اندازه گیر جریان هوا Air Flow Meter – دریچه هوا ‏Throttle Body – سیلندر Cylan. – منیفولد هوا I.Manifold – مخزن آرامش Surge Tank می باشد .
در حقیقت سیستم سوخت رسانی وظیفه ای تهیه سوخت مورد نیاز در زمان مشخص و مقدار مناسب برای محفظه احتراق ( سیلندر ) و سیستم هوارسانی نیز وظیفه ای تهیه هوای مورد نیاز در زمان مشخص و مقدار و دمای مناسب برای محفظه احتراق ( سیلندر ) را به عهده دارند که به کمک سنسور های مختلف موجود در مسیر شرایط لحظه به لحظه کارکرد موتور خودرو را اندازه گیر

ی کرده و پس از انتقال به ECU فرمان مناسب را گرفته و به کمک فرمانبر های مختلف بهینه ترین سوخت را برای کارکرد موتور تدارک می بینند . فرمان زمان جرقه زنی شمع ها نیز توسط ECU صادر می شود .
اگر سیستم سوخت رسانی را به بدن انسان تشبیه کنیم ECU یه عنوان مغز سیستم ، Sensorsسنسورها به عنوان حواس انسان ( بینایی و . . . ) و Actuators یا عملگرها مانند دست و پای انسان عمل می کنند .

بعضی از سنسورهای اصلی سیستم های EFI عبارتند از :
سنسور اندازه گیری دبی هوا AFM ( میزان دبی هوا از نظر جرمی و میزان دبی هوا از نظر حجمی ) – سنسور اندازه گیری میزان خلاء ورودی MAP – سنسور اندازه گیری میزان دمای هوا ATS – سنسور اندازه گیری دمای آب موتور CTS – سنسور اندازه گیری دور موتور RPM یا Crankshaft Sen. – سنسور موقعیت دریچه گاز TPS – سنسور l – سنسور اندازه گیری دمای سوخت FTS – سنسور اندازه گیری فشار سوخت FPS – سنسور کنترل وضعیت احتراق درون سیلندرها Knock Sen. – سنسور وضعیت سیلندرها Camshaft Sen. – سنسور اندازه گیری CO و HC CO-Potentiometer Sen.

عملگرها Actuators عمده سیستم نیز شامل شیر موتوری Stepper Motor – انژکتورها Injectors – گرمکن هوا PTC – شمع ها و . . . می باشند .
سیستم های انژکتوری در طول زمان تغییرات متنوعی کرده اند که در ابتدای دهه ۱۹۷۰ میلادی ابداع شده از سیستم های مکانیکی انژکتوری آغاز و سپس سیستم های الکترونیکی طراحی شدند . نیز از سیستم های تک انژکتوری شروع شده و هم اینک از سیستم های پاشش سوخت مستقیم استفاده می شود .
انواع سیستم های سوخت رسانی انژکتوری به ترتیب ابداع :
در اینجا سه مورد آخر که معمولترین سیستم های سوخت رسانی انژکتوری را شامل می شوند معرفی می کنیم سیستم های پاشش سوخت تکی یا Single Point Fuel Injection :
در این سیستم ها از یک انژکتور برای تغذیه چهار سیلندر استفاده می شود که این انژکتور سوخت مورد نیاز را در ابتدای منیفولد سوخت می پاشد .از نظر انتقال سوخت نظیر سیستم های کاربراتوری می باشد اما به کمک واحد کنترل الکترونیکی شرایط مناسب تری و مطلوب تری را برای محفظه ی احتراق فراهم میکند .

سیستم های پاشش سوخت چند گانه یا Multi Point Fuel Injection :
که به تعداد سیلندر های خودرو از انژکتور استفاده می شود که این انژکتورها برروی ریل سوخت نصب شده و سوخت مورد نیاز را مستقیم در پشت سوپاپ های سوخت تزریق می کنند .نسبت به سیستم هایSPFI میزان تغییرات سوخت در آنها پس از پاشش تا زمان احتراق بسیار کمتر است در نتیجه سوخت با شرایط بهتری وارد سیلندر می شود و معمولترین نوع این سیستم ها در حال حاضر به شمار می روند .

سیستم های پاشش مستقیم سوخت یا Gasoline Direct Injection :
در این روش برای اینکه حداقل تغییر در شرایط سوخت ورودی به سیلندر روی دهد انژکتورها سوخت مورد نیاز برای احتراق را مستقیم درون محفظه سیلندر تزریق می کنند . که به جز تعدادی خودرو ساز هم اکنون آنچنان مورد استفاده عمومی قرار نگرفته است .
سیستم مورد استفاده در خودروهای داخلی عمدتا از نوعMPFI می باشد که شامل منیفولد ؛ ریل سوخت و انژکتورها و رگولاتور فشار نصب شده بروی آن ؛ دریچه هوا و قطعات نصب شده بروی آن ؛ سیستم الکتریکی تعیین زمان احتراق و غیره . . . و واحد کنترل الکترونیکی ECU ‌ می باشد .که از این میان تنها انژکتورها ؛ رگولاتور فشار ؛ تعدادی از قطعات دریچه هوا ، ECU ، سنسورها و قطعات بسیار حساس به دلیل استفاده از تکنولوژی های ویژه از اقلام وارداتی بوده و بصورت انحصاری تنها توسط چند شرکت در جهان طراحی و تولید می شوند و تقریبا بقیه قطعات در داخل کشور ساخته می شوند .

آشنایی با سیستم های CLOSE LOOP و OPEN LOOP :
اصولا در هر سیستمی تعدادی ورودی و خروجی وجود دارد . موتور خودرو نیز سیستمی است که بنزین و هوا و . . . ورودی های آن و دود اگزوز و . . . خروجی آن می باشد . اگر با این دید به یک خودرو کاربراتوری نگاه کنیم موتور خودرو دارای یک سیستم باز است یعنی یک سری ورودی به خودرو داده شده و سیستم نیز بدون هیچ گونه بازنگری از طرف ما یک خروجی ارایه می دهد . این سیستم ها را مدار – باز یا OPEN LOOP می گویند .
اما در بعضی از خودرو های جدید از خروجی موتور خودرو ( دود اگزوز ) نمونه ( فید بک منفی ) گرفته شده و با کار موتور مقایسه می شود . اگر موتور در استفاده از ورودی های اطلاعاتی خود که همان سنسورها هستند دچار خطایی شده باشد ( خواه از طرف ECU خواه از طرف سنسورها و خواه خطای ناشی از عملکرد نادرست فرمانبر ها به هر دلیل باشد ) سعی می کند تا با تصحیح عملکرد خود بهترین بازده را در خروجی خود به دست دهد . به این سیستم ها مدار – بسته یا CLOSE LOOP می گویند .فایده عمده سیستم های مدار – بسته در این است که علاوه بر تنظیمی که ECU به صورت دائم بر کارکرد موتور خودرو دارد در هر لحظه این تنظیم نیز تحت نظارت دوباره بوده و اگر خطای کوچکی نیز اتفاق بیفتد بلافاصله تصحیح می شود .
در موتورهایی که از بنزین سرب دار استفاده می شود سیستم سوخت رسانی از نوع مدار باز یا OPEN LOOP استفاده می شود و در موتورهایی که از بنزین بدون سرب استفاده می شود عموما سیستم سوخت رسانی از نوع مدار بسته یا CLOSE LOOP می باشد .
مزایای استفاده از سیستم های انژکتوری نسبت به سیستم های کاربراتوری :
۱ . افزایش راندمان حجمی و حرارتی موتور بدلیل یکنواختی و ترکیب صحیح نسبت هوا و سوخت در حالتهای مختلف کاری موتور
۲ . افزایش راندمان حجمی باعث افزایش گشتاور و توان خروجی موتور تا ۱۵ درصد می شود .
۳ . نسبت هوا ی ورودی به هر سیلندر بدلیل استفاده تمام سیلندرها از یک حجم ثابت تقریبا برابر است .

۴ . بدلیل استفاده از سیتم های اندازه گیری دقیق الکترونیکی برای اندازه گیری دبی هوای ورودی سوخت متناسب با آن تامین شده و در نتیجه مصرف سوخت کاهش می یابد .
۵ . در این سیستم ها به علت حذف کاربراتور و پیاله بنزین بخارات حاصل از تیخیر سوخت در پیاله از بین می رود .
۶ . کنترل موتور در شرایط مختلف کاری کارکرد موتور مناسب تر و بهتر شده و موتور در هوای سرد سریعتر روشن شده و نیازی بوجود ساسات نمی باشد .
۷ . بدلیل یکنواختی ترکیب سوخت و هوا احتراق مناسب تر صورت گرفته و بدلیل افزایش راندمان احتراق موتور نرم تر و بی صدا ترکار می کند .

۸ . بدلیل امتزاج مناسب سوخت و هوا راندمان احتراق افزایش یافته و در نتیجه می توان ضریب تراکم حجمی موتور را افزایش داد .
۹ . در سیستم های انژکتوری بدلیل اینکه نیازی به گرم کردن منیفولد ورودی نمی باشد در نتیجه دانسیته هوای ورودی بیشتر شده و راندمان حجمی را افزایش می دهد و در نهایتا قدرت خروجی موتور افزایش می یابد .
۱۰ . با افزایش راندمان احتراق و کنترل پدیده Knock یا Detonation باعث افزایش عمر موتور خودرو می شود .
۱۱ . مهمترین علت ساخت سیستمهای انژکتوری و مزیت اصلی آن نسبت به موتورهای کاربراتوری کاهش آلودگی ناشی از موتور خودرو می باشد تا قابلیت پوشش دادن استانداردهای عدم آلایندگی را داشته باشند .
معایب سیستم های سوخت رسانی انژکتوری نسبت به کاربراتوری :
۱ . گران بودن موتور بدلیل گران بودن قطعات سیستم های انژکتوری
۲ . احتیاج بیشتر به تعمیر و نگهداری و خدمات پس از فروش
۳ . نیاز به صافی بنزین دقیق تر و بنزین با کیفیت بالاتر
مطابق آنچه در این نوشتار به صورت ساده و مختصر بیان شد می توان گفت. که هر چه سیستم سوخت رسانی دقیق تر میزان ورودی ها و خروجی های خود را اندازه گیری نماید و در نتیجه بهتر توانایی کارکرد و تطبیق پذیری با شرایط گوناگون را داشته باشد منجر به بهبود عملکرد و کارایی خودرو می شود . که این موارد در سیستم های تزریق سوخت الکترونیکی بیشتر و بهتر مشهود می باشد .و در دیگراینکه رسیدن به هوای پاک و کاهش آلودگی که امروزه از دغدغه های عمده ی پیش رو در کلان شهر ها است و نیز کاهش مصرف سوخت و در حقیقت استفاده بهینه از منابع محدود انرژی بدون استفاده از این سیستم های جدید سوخت رسانی ( EFI ) تقریبا غیر ممکن است .
سوخت هیدروژن
هیدروژن فراوان ترین عنصر طبیعت محسوب می شود بنابراین دانشمندان در تلاش اند تا راهی بیابند که بتوان از هیدروژن به عنوان سوخت در خودروها استفاده کرد.
آزمایشات انجام گرفته در ایستگاه فضایی بین المللی می تواند حرکت به سوی اقتصاد مبتنی بر هیدروژن را تسریع کند. تصور کنید برای سوخت گیری خودروتان به سمت جایگاه سوخت رسانی حرکت می کنید، دهانه لوله سوخت رسانی را وارد مخزن سوخت خودرو می کنید، اما سوختی که مصرف می کنید، از نوع سوخت های متداول نیست بلکه هیدروژن است. هیدروژن گازی بی رنگ و

بی بو است که از سوختن آن فقط بخار آب حاصل می شود که سریع و بدون هیچ خطری توسط محیط اطراف جذب می شود. یک کیلوگرم از هیدروژن تقریباً سه برابر همین میزان بنزین انرژی آزاد می کند.

و این در حالی است که هیدروژن فراوان ترین عنصر طبیعت محسوب می شود! پس جای تعجب نیست که چرا دانشمندان در تلاش اند تا راهی بیابند که بتوان از هیدروژن به عنوان سوخت در خودروها استفاده کنند. ال ساکو مدیر مرکز تولید مواد پیشرفته تحت جاذبه ضعیف (CAMMP) در دانشگاه نورسسترون بوستون که زیر نظر ناسا مشغول فعالیت است در این زمینه می گوید: «ده ها شرکت از جمله بزرگ ترین شرکت های سازنده خودرو، موتورهایی را طراحی کرده اند که از هیدروژن به عنوان سوخت استفاده می کند. این موتورها بسیار شبیه به موتورهای احتراق داخلی هستند که ما امروزه به طور گسترده ای از آنها استفاده می کنیم. سلول های سوختی – یکی دیگر از منابع ممکن برای تولید نیرو در خودروها – نیز از هیدروژن استفاده می کنند. برای آنکه استفاده از این فناوری ها در زندگی روزمره ممکن شود، لازم است دانشمندان راهی برای ذخیره سازی و انتقال ایمن هیدروژن بیابند که از لحاظ هزینه به صرفه بوده و با هزینه های استفاده از بنزین قابل مقایسه باشد.»

اما انجام این کار چندان هم آسان نیست. گاز هیدروژن سبک و فرار است. مولکول های کوچک H2 از طریق روزنه ها و شکاف ها و همچنین از طریق بست ها و شیرها بسیار سریع نشت می کنند و هنگامی که از این طریق خارج شدند خیلی زود تبخیر می شوند. هیدروژن چهار برابر سریع تر از متان و ده برابر سریع تر از بخارهای بنزین نفوذ می کند. این مسئله در مورد حفظ ایمنی دستگاه از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است چرا که قطرات هیدروژن بسیار سریع تبخیر شده و در محیط پراکنده می شوند و می توانند ایمنی سیستم را به خطر اندازند. این مسئله می تواند برای هر کسی که می خواهد گاز هیدروژن را ذخیره کند، دردسرساز شود. هر چند که هیدروژن مایع بسیار متراکم است و ذخیره سازی آن آسان به نظر می رسد، اما در عین حال ذخیره کردن آن می تواند مشکلاتی را نیز به همراه داشته باشد. هیدروژن حدوداً در دمای ۲۰ درجه کلوین (۲۵۳ درجه

سانتی گراد) مایع می شود. نگهداری از یک مخزن پر از هیدروژن مایع نیازمند استفاده از یک سیستم خنک کننده جانبی سنگین است، فعلاً استفاده از این سیستم ها در خودروهای مسافربری معمولی مقدور نیست. هیدروژن مایع چنان سرد است که حتی می تواند باعث منجمد شدن هوا نیز شود.

این امر می تواند به مسدود شدن شیرها و اتصالات منجر شود که افزایش ناخواسته فشار را به همراه دارد. البته ممکن است گفته شود برای مقابله با انجماد هوا از سیستم های عایق کاری

استفاده شود، اما این کار نیز مشکلاتی را در پی دارد که از جمله آنها می توان به افزایش وزن سیستم ذخیره سازی سوخت اشاره کرد. با این تفاسیر چگونه می توان بر مشکلات پیش رو غلبه کرد؟ ساده است: چند قطعه سنگ را در داخل مخزن سوخت قرا دهید. البته در این مورد نمی توان از سنگ های معمولی استفاده کرد بلکه باید از سنگ های ویژه ای که زئولیت (Zeolite) نام دارند استفاده کرد. ساکو در تشریح خواص این سنگ ها می گوید: «زئولیت ها موادی از جنس سنگ هستندکه بسیار متخلخلند و به همین دلیل می توانند به عنوان اسفنج های مولکولی عمل کنند. زئولیت ها در شکل کریستالی خود به صورت شبکه گسترده ای از حفره ها و شکاف های به هم پیوسته در نظر گرفته می شوند که بسیار شبیه کندوی زنبور عسل است. یک مخزن سوخت که در ساختار آن از این موارد کریستالی استفاده شده است، می تواند گاز هیدروژن را «در حالت شبه مایع و بدون نیاز به سیستم های خنک کننده سنگین» به دام انداخته و در خود ذخیره کند. ساکو و همکارانش در نظر دارند، با استفاده از کمک های برنامه توسعه تولیدات فضایی ناسا که در مرکز پروازهای فضایی مارشال مستقر است، ایده استفاده از زئولیت ها در مخزن سوخت را عملی سازند. نام زئولیت از کلمات یونانی «Zeo » به معنای جوشیدن و «lithos » به معنای جوشیدن مشتق شده است و معنای تحت اللفظی آن «سنگی که می جوشد» است. این نام را به این

دلیل به این سنگ ها اطلاق می کنند که هنگامی که تحت تاثیر حرارت قرار می گیرند، محتویات خود را خارج می کنند. ساکو طرز کار مخزن های سوخت زئولیت دار که در دما کنترل می شود را

این گونه شرح می دهد: «در ابتدا باید مقداری یون های با بار منفی را به این زئولیت ها بیافزاییم. این یون ها مثل تشتک عمل می کنند، درست مثل درپوش دوات؛ و بدین ترتیب حفره های موجود در شبکه کریستالی را مسدود می کنند. می توان با حرارت دادن زئولیت به میزان بسیار جزیی یون ها را از مقابل این حفره ها به کناری راند. می توان زئولیت ها را از هیدروژن انباشته کرد و سپس دمای آن را به حالت عادی برگرداند، با این کار یون ها به جای قبلی خود برمی گردند و مانع خروج محتویات حفره ها می شوند.»

حدود ۵۰ نوع زئولیت مختلف با ترکیب شیمیایی و ساختار کریستالی متفاوت در طبیعت یافت می شود، گذشته از این شیمیدان ها روش ساخت مصنوعی تعداد دیگری از آنها را دریافته اند. کسانی که گربه دارند ممکن است با این مواد آشنایی داشته باشند. چرا که از این مواد به عنوان بوگیر در بستر حیوان استفاده می شود. ساکو خاطرنشان می سازد: «با استفاده از زئولیت های موجود می توان مقدار کمی از هیدروژن را ذخیره کرد، اما این مقدار کافی نیست.» پس چه مقدار هیدروژن کافی است؟

تصور کنید دیواره مخزن سوخت خودروی شما توسط سنگ های متخلخل و کریستالی پوشیده شده است و این سنگ ها حدود ۴۰ کیلوگرم وزن دارد. به جایگاه سوخت گیری مراجعه می کنید و متصدی جایگاه حدود ۵/۳ کیلوگرم هیدروژن را به مخزن پوشیده از زئولیت خودروی شما تزریق می کند.از لحاظ نظری این مقدار هیدروژن، هم از لحاظ وزنی و هم از لحاظ مقدار انرژی ذخیره شده در آن برابر مخزنی پر از بنزین است. ساکو خاطر نشان می سازد: «اگر بتوان کریستال هایی از زئولیت تولید کرد که بتواند حدود ۶ تا ۶ درصد از وزن خود را، هیدروژن ذخیره کند، آن وقت یک مخزن زئولیتی پر از هیدروژن می تواند با یک مخزن معمولی پر از بنزین رقابت کند.» با این همه بهترین زئولیت های موجود می توانند فقط ۲ تا ۳ درصد از وزن خود را هیدروژن ذخیره کنند. در سال ۱۹۹۵ ساکو به عنوان یکی از متخصصین یک ماموریت به وسیله شاتل فضایی، کلمبیا (sts-73) به فضا مسافرت کرد. هدف وی از این ماموریت این بود که بتواند زئولیت هایی با کیفیت بهتر را در فضا تولید کند. «در محیطهای با گرانش کم، مواد با سرعت بسیار کمتری گرد هم مجتمع می شوند و این اثر باعث می شود که کریستال های زئولیت به وجود آمده هم بزرگ تر باشند و هم از نظم بیشتری برخوردار شوند.»

کریستال های زئولیت تولید شده در زمین بسیار کوچک هستند و ضخامت آنها در حدود ۲ تا ۸ میکرون است. این مقدار حدود یک دهم ضخامت موی انسان است. اما کریستال هایی را که ساکو توانست در فضا تهیه کند هم ده مرتبه بزرگ تر بودند و هم ساختار داخلی مناسب تری داشتند و این شروع مسرت بخشی بود.

ساکو می گوید: «مراحل بعدی کار را باید در ایستگاه فضایی بین المللی انجام داد.» ساکو و همکارانش یک کوره تولید کریستال های زئولیت ساخته اند، که در ابتدای سال ۲۰۰۲ در ایستگاه فضایی بین المللی نصب شده است. کن بوور ساکس فرمانده یکی از ماموریت های ایستگاه فضایی بین المللی از این کوره برای تولید چند نمونه از کریستال ها استفاده کرده است.

کن در حین کار مجبور بود بعضی از مشکلات غیرمنتظره به وجود آمده هنگام اختلاط محلول های به کار رفته در رشد کریستال ها را حل کند – این امر ارزش حضور انسان در هنگام آزمایشات فضایی را نشان می دهد – اما از آن پس آزمایشات مربوط به این گونه کریستال ها با سرعت کمتری به پیش می رود. ساکو می گوید در مرحله بعد باید کریستال های تولید شده در فضا را به زمین منتقل کرد و آزمایشات مربوطه را روی آنها انجام داد. البته وی خاطرنشان می سازد که هدف آنها تولید انبوه کریستال های زئولیت در فضا نیست، چرا که این کار – حداقل فعلاً – مقرون به صرفه نیست. وی می گوید ما فقط می خواهیم دریابیم آیا می توان زئولیت هایی را ساخت که بتوانند هفت درصد از وزن خود را هیدروژن ذخیره کنند یا خیر؟ اگر بتوان این کار را در فضا انجام داد، آن وقت می توان با اتخاذ تدابیر ویژه ای دریافت که چگونه همین فرآیند را در زمین به گونه مشابهی انجام داد.

در تمام طول دوره انجام این تحقیقات ساکو در فکر تغییر مصرف سوخت و تحول جهانی از سوخت های فسیلی به سمت سوخت هیدروژنی بود. این ایده رویایی بزرگ است اما می توان به آن دست یافت. زئولیت ها می توانند به عنوان نکته کلیدی برای استفاده از سوخت هیدروژن و رد شدن از سد مشکلات فناوری محسوب شوند. به زودی این ایده فراگیر خواهد شد، آن وقت احتمالاً کسی از شما خواهد پرسید; «آیا در این نزدیکی جایگاه سوخت هیدروژن وجود دارد؟»

فهرست منابع و ماخذ:
۱ . اصول کارکرد موتورهای بنزینی انژکتوری / سیدهادی ریاضی / طراح / ۱۳۸۱ .
۲ . سوخت رسانی موتورهای دیزل و بنزینی انژکتوری / مجتبی ضیایی / تک خودرو / ۱۳۶۸ .
۳ . آشنایی و عیب یابی برق پژو ۴۰۵ و سیستم انژکتوری پرشیا / سیامک گرشاسبی / کمال هنر / ۱۳۸۲ .
۴ . آشنایی و عیب یابی سیستمهای انژکتوری مولتی پلکس و الکترونک پژو ۲۰۶ ایران / سیامک گرشاسبی / کمال هنر / ۱۳۸۲ .

۵ . فرهنگ لغات فنی اتومبیل / رضا هاشمی / روشن / ۱۳۷۳ .
۶ . جزوات منتشره توسط شرکت های ساپکو و مگا موتور ( شرکت های طراحی مهندسبی و تامین قطعات ایران خودرو و سایپا ) .