نظام حقن وقود الديزل الالكترونية

نظام حقن وقود الديزل الالكترونية او ( Electronic Diesel fuel injection system ) , يتحكم نظام حقن الوقود الالكتروني في تحديد كمية الوقود التي يحتاج اليها المحرك بدقة عالية عند ظروف التشغيل المختلفة فهو مرتبط بوحدة تحكم الكتروني ويستعمل في المركبات والشاحنات.

نظام الحقن: هو نظام يزود المحركات بالوقود بضغط عال ويذرره بعد ضغطه في ممرات ضيقة (فتحات مخروطية الشكل) موجدة داخل البخاخ.

ان الطريقة الميكانيكية المستخدمة قديما في تحديد كمية الوقود التي يحتاج اليها المحرك في ظروف التشغيل المختلفة لم تعد قادرة على زيادة قدرة المحركات كي تتناسب مع الاحمال المختلفة وظروف التشغيل المختلفة لم تعد قادرة على زيادة قدرة المحركات كي يتناسب مع الاحمال المختلفة وظروف التشغيل المتغيرة ولم تعد متناسبة مع القوانين الحديثة التي تحث الشركات الصانعة على التقليل من الانبعاثات الضارة بالبيئة والانسان وهي غير قادرة على التحكم في استهلاك الوقود. وللتخلص من سابيات نظام حقن الوقود الميكانيكي صممت أنظمة حقن الوقود الالكتروني التي حققت تحسنا كبيرا في عمليات القياس الدقيقة ومعالجة المعلومات المتعلقة بعمل المحرك والعمل بليونة أكبر في ظروف التشغيل المختلفة وتحليل المعلومات للحصول على قدرة عالية لأداء المحرك.

اقسام حقن الوقود الالكتروني الديزل

* يقسم نظام حقن الوقود الالكتروني الى ثلاثة أقسام هي:

1- مجموعة تزويد الوقود

يسحب الوقود من الخزان بوساطة مضخة الوقود الابتدائية المركبة داخل المضخة الرئيسة ويرسل الى وحدة تنقية الوقود (المصافي) ثم الى مضخة حقن الوقود الرئيسة التي تضغطه بدرجة عالية تصل الى ما بين (1800-2200) بار ثم يرسل عن طريق أنابيب الضغط العالي (مواسير فولاذية) الى مجمع الوقود ثم الى البخاخات ثم يحقن داخل غرف الاحتراق على شكل جزيئات صغيرة الحجم ويعاد الفائض منه الى خزان الوقود عن طريق أنابيب الراجع الموصولة بالبخاخات. 

– ويحتوي نظام تزويد الوقود على الاجزاء التالية:

• أ- مضخة الوقود الفرعية(FEED PUMP) , تسمى مضخة التغذية وتعمل على سحب الوقود من الخزان ثم ترسله الى مضخة حقن الوقود الرئيسة عن طريق وحدة المصافي.
• ب- مصافي الوقود FUEL FILTERS , تنقي الوقود من الشوائب والاتربة وبعض الانواع تفصل الماء عن الوقود.
• ج- أنابيب تزويد الوقود FUEL LINE , توصل الوقود من الخزان الى أجزاء نظام الوقود. 
• د- أنابيب الوقود الراجع RETURN LINE , تعيد الوقود الفائض من البخاخات ومضخة الحقن بعد عملية الحقن الى الخزان.
• ه- مجمع الوقود Common Rai , يجمع الوقود المضغوط القادم من مضخة الحقن ويوزعه على البخاخات.
• و- البخاخات INJECTORS , تحقن الوقود القادم من مضخة الوقود الرئيسة وتذرره على شكل حبيبات صغيرة الحجم داخل غرف الاحتراق وتفتح بوساطة اشارة كهربائية ترسلها وحدة التحكم الالكتروني. 
• ز- دواسة القدم :(ACCELERATE PEDAL , تحدد الاحمال وترسل اشارة وحدة التحكم
• ح- مضخة الوقود الرئيسة(MAIN FUEL PUMP) , تضغط الوقود وترسله الى مجمع الوقود ويصل قيمة الضغط الى نحو (2200) بار في بعض أنظمة حقن وقود الديزل.

2- مجموعة سحب الهواء

تنقي مجموعة مصفي الهواء الهواء من الاتربة والشوائب الموجودة ويسحب الهواء بوساطة المشحن من مجموعة مصفي الهواء الى وحدة التبريد وتخفض درجة الهواء الخارج من المشحن من (260) درجة مئوية الى (60) درجة مئوية وذلك لزيادة الكفاءة الحجمية للمحرك ثم يرسل الهواء الى مجمع السحب ثم الى صمام الدخول في رأس الاسطوانة فيقيس مجس قياس تدفق الهواء كمية الهواء الداخلة الى المحرك اما مجس قياس درجة الحرارة فيقيس درجة حرارة الهواء ثم ترسل هذه المعلومات الى وحدة التحكم الالكترووني ويتكون نظام سحب الهواء من الاجزاء التالية:

• أ- مصفي الهواء الابتدائي والثانوي(Air filter) , ينقي الهواء من الاتربة والشوائب
• ب- مجس قياس كمية الهواء: (Air mass sensor)  , يقيس كتلة الهواء الداخلة في المحرك
• ج- مجس حرارة الهواء ( :(TEMPRETURE SENSOR , يقيس درجة حرارة الهواء الخارج من المبرد والداخل في المحرك.
• د- مجمع السحب (INLET MANIFOLD). , يسمح بمرور الهواء الى غرف الاحتراق
• ه- صمام الدخول(INLET VALVE) , يسمح للهواء بدخول غرف الاحتراق. 
• و- وحدة مشحن الهواء (:(TURBOCHARGER , يشحن الهواء على نحو جبري بضغط معين 

* ويتكون مشحن الهواء من ثلاثة أجزاء: حجرتان منفصلتان احداهما تتصل بمخرج الغازات العادمة من المحرك وتسمى العنفة ةالاخرى تتصل بخط الهواء القادم من مصفي الهواء وتسمى مضخة ويوجد داخل كل حجرة فراشات تركب على عمود المشحن ويثبت جسم المشحن على مجمع الغازات العادمة بوساطة براغي والجزء الثالث يسمى (القلب) يحتوي على ممرات للتزييت وكرسي يحمل عمود المشحن ويزيت المشحن عن طريق نظام تزييت المحرك بوساطة خطوط زيت خاصة.

وتتصل فراشات العنفة وفراشات المضخة بعمود المشحن وعند مرور الغازات العادمة خلال العنفة تدار العنفة وعمود المشحن فتدور فراش المضخة فينسحب الهواء من مجمع مصفي الهواء ويرسل بضغط أعلى من الضغط الجوي الى داخل المحرك وتزداد كمية الهواء الداخل في المحرك مما يزيد من قدرته ويحسن كفاءة عمله.

• ز- صمام تصريف غاز العادم في المشحن Waste gate valve for turbo charger

يستخدم المشحن لزيادة ضغط الهواء الداخل الى المحرك باستخدام ضغط الغازات العادمة وتؤدي زيادة ضغط الهواء الداخل في المحرك خلال السرعات العالية على الحد المقرر الى تلفه وتلف أجزاء المشحن. وللتخلص من هذه الظاهرة يركب صمام تصريف الغاز العادم في المشحن في مكان قريب من مخرج الغاز العادم لتقليل ضغطه المتجه الى العنفة وهو صمام دائري الشكل متصل بمشغل ميكانيكي يعمل بوساطة الهواء ويفتح صمام التصريف ويصرف الغاز العادم عن طريق ممر خاص يؤدي الى أنابيب الغاز العادم وبذلك يقل ضغط الهواء الداخل في المحرك 

• ح- مبرد الهواء(AFTERCOOLER) 

يصنع مبرد الهواء من سبائك الالمنيوم ويتكون من خزان علوي وخزان سفلي للهواء بينهما ممرات على شكل أنابيب تصل بين الخزانات ويحتوي على خزانات لدخول الهواء وفتحة اخرى لخروجه ، وظيفته تبريد الهواء الخارج من المشحن لزيادة كفاءة المحرك الحجمية ، اذ تصل درجة حرارة الهواء الخارج من المشحن إلى (260)درجة مئوية ، ويمر الهواء من الخزان العلوي الى الخزان السفلي عن طريق الانابيب التي تصل الى الخزانات ، وتنخفض درجة الحرارة الهواء الداخل الى نحو (6) درجة مئوية ، ويثبت المبرد امام الشع مباشرة .

– تعمل دائرة شحن الهواء بخروج الغاز العادم من مجمع مجاري الغاز العادم مباشرة الى الطرف العنفة في المشحن ، فيدير فراش العنفة ، ثم يخرج الى منقي الغاز ، فيدور عمود المشحن ، وتدور فراش المضخة في الطرف الاخر للمشحن ، ويسحب الهاوء من مصفي الهواء ، ويدفع داخل المحرك عن طريق صمام السحب.

3 – مجموعة التحكم الاكتروني :

يحدد نظام التحكم الالكتروني كمية الوقود المطلوبة بدقة عالية بما يتناسب مع كتلة الهواء الداخله في المحرك، للحصول على نسبة دقيقية من الهواء الى الوقود في مختلفظروف الاحمال حسب سرعة دوران المحرك.

وتبرمج وحدة التحكم الالكتروني مسبقا بالمعلومات الخاصة بتشغيل المحرك ، وتستقبل المعلومات من مجموعة المجسات التي تقيس درجة حرارة الهواء الداخل في المحرك ، وكمية الهواء، وضغطه في مواسير السحب ، ودرجة حرارة المياه الخاصة بتبريد المحرك ، وموضع المكابس ، وسرعة المحرك ، وترسل هذه المعلومات الى وحدة التحكم ، لمعالجها ، ثم تغلق دارة الحواقن الدارة الكهربائية ، وتحدد كمية الوقود عن طريق التحكم في زمن فتح البخاخات حسب ظروف التشغيل .

ويحتوي نظام التحكم على الاجزاء الاتية :

وحدة التحكم الالكتروني(ELECTRONIC CONTROL UNIT)

تحتوي على مالجات صغيرة جدا تعالج المعلومات المرسلة من المجسات ، حسب برنامج معد مسبقا داخل وحدة التحكم الالكتروني ووحدات الذاكرة ، ومحول الاشارات ن ووحدة تخزين المعلومات ، ثم ترسل هذه الوحدة الاوامر على شكل تيار كهربائي لتشغيل الملفات الكهرومغناطيسية والحثات .

– تعالج وحدة التحكم الاشارات المرسلة من المجسات والمتصلة باجزاء المحرك ، وتخزن المعلومات في الذاكرة على شكل خرائط ، ثم تحدد احتياجات المحرك على نحو مفصل ودقيق ، حسب متلطبات ظروف التشغيل ، ويمكن تغيير برنامج التشغيل المعدة مسبقا في بقية اجزاء نظام الحقن الاخرى .

وثبت وحدة التحكم الالكترونية داخل غرفة السائق ، او على جسم المحرك بعد اخذ الاحتياطات التي تكفل سلامة الوحدة الالكتورنية ، مثل العزل التام عن جسم المحرك ، ومنع الاتربة والغبار من الدخلو في الاجزاء الداخلية ، ومنع اهتراء الصادر عن المحرك من التاثير في الوحدة الالكترونية او تخفيفها .

 المجسات او الحساسات : SENSOR

وظيفتها تدوين البيانات الخاصة بظروف العمل والتغييرات ، اذ تتحول المدخلات الفيزيائية الى اشارات كهربائية ، وفي ما يأتي أنواعها ووظائفها :

1. (TPS/throttle position sensor) – مجس تحديد موقع صمام الخانق , يستخدم لتحديد موضع او زاوية فتح صمام الخنق ، ويركب على جسم الصمام ويتصل بعمود الصمام 
2. MAP(manifold absolute pressre sensor) – مجس ضغط مجمع الهواء المطلق , يستخدم لتزويد وحدة التحكم الالكترونية بقياس ضغط مجمع الهواء اللحظي ، ويركب على مجمع السحب .
3. MAF(mass air flow sensor)- مجس قياس كتلة تدفق الهواء , يستخدم لقياس معدل تدفق كتلة الهواء اللحظية الكلية الداخلة الى المحرك ، ويرسل هذه المعلومات الى وحدة التحكم الالكتروني لتحديد كمية الوقود الازم ارسالها الى البخاخات . 
4.  مجس لدق و الطرق في المحرك KS/(knock sensor) , يستخدم لمراقبة توقيت المحرك بالكشف عن اهتزاز المحرك ،او ظاهرة الدق في المحرك .
5.  مجس سرعة المركبة (VEHICLE SPEEDSENSOR) , هو مولد اشارة مغناطيسية ، يولد نبضة كهربائية عند دوران عمرد مخرج الدوران في صندوق التروس ، ثم يرسلها الى وحدة التحكم الالكتروني ، ويركب في الجرء الخلفي لصنوق التروس .
6. مجس قياس درجة حرارة المحرك (TEMPERATURE SENSR) , يستخدم لقياس درجة حرارة مياه التبريد 
7. مجس قياس نسبة الاوكسجين(OXYGEN SENSOR) , يستخدم لقياس نسبة الأكسجين في غازات العادم .
8.  مجس عمود الكامات(CAMSHAFT SENSOR) , يستخدم لتحديد موقع الحقن .
9.  مجس عمود المرفق(crankshaft sensor) , يستخدم لتحديد موقع المكبس وسرعة المحرك . 
10.  مجس دواسة القدم accelerate pedal sensor , يستخدم لتحديد موضع دواسة الوقود وتحديد مقدار الحمل على المحرك 
11.  مجس قياس ضغط خلخلة الهواء((Vacuum pressure Sensor , يستخدم لقياس تدني ضغط الهواء في مجمع الهواء.

 المحثات والمشغلات : ( Actuators & Solenoids

( مشغل البخاخات ، ومشغل صمام الخنق ، ومشغل مروحة التبريد ، وصمام الهواء 
هي ملفات كهرومغناطيسية توصل دارتها الكهربائية عن طريق وحدة التحكم بحيث تتحرك حركة ميكانيكية محددة