ما معنى محرك بنظام حاقن للوقود؟ توفير وأداء أفضل

شهد عالم السيارات تطوراً ملحوظاً في العقود الأخيرة، وكان من أبرز هذه التطورات ظهور محركات حقن الوقود.

هذه المحركات، التي حلت محل المكربرات التقليدية، قد غيرت جذرياً الطريقة التي تعمل بها السيارات.

ما يؤدي إلى تحسين كبير في كفاءة استهلاك الوقود، وخفض الانبعاثات الضارة، وزيادة قدرة المحرك وعزمه.

في هذا التقرير، سنتعمق في تفاصيل عمل محركات حقن الوقود، وكيف تساهم في تحقيق التوازن المثالي بين الأداء الاقتصادي والبيئي.

ما معنى محرك بنظام حاقن للوقود؟

نظام الحقن في السيارات أو GDI هي عملية Gasoline Direct Injection والتي تعني حقن الوقود المباشر للبنزين.

حقن الوقود هو نظام متطور يحل محل المكربرات التقليدية في تزويد محرك السيارة بالوقود اللازم للاحتراق.

بدلاً من الاعتماد على خلط ميكانيكي للوقود والهواء، يقوم نظام الحقن برش الوقود مباشرة داخل غرفة الاحتراق بدقة متناهية، مما يضمن حصول المحرك على الكمية المثلى من الوقود في الوقت المناسب.

كيف يعمل نظام الحقن؟

وحدة التحكم الإلكترونية (ECU) هي المكان الذي يتحكم في عملية الحقن. تستقبل هذه الوحدة معلومات من مجموعة من الحساسات المثبتة في المحرك، مثل حساس درجة حرارة الهواء، وحساس موضع الخانق، وحساس الأكسجين.

تستقبل وحدة التحكم الإلكترونية معلومات عن حالة المحرك وظروف التشغيل. بناءً على هذه المعلومات، تقوم الوحدة بحساب الكمية المثلى من الوقود المطلوبة لكل اسطوانة في كل دورة احتراق.

كيف يتم خلط الهواء والوقود في محرك البنزين؟ والحاقن هو الجهاز المسؤول عن رش الوقود بدقة عالية داخل غرفة الاحتراق. يتم التحكم في كمية الوقود التي يرشها الحاقن بواسطة وحدة التحكم الإلكترونية.

ما هو توقيت حقن الوقود؟ ترسل وحدة التحكم إشارة إلى الحاقن لرش الكمية المحددة من الوقود في الوقت المناسب، بعدها يأتي دور مضخة الوقود التي تعمل على ضخ الوقود من الخزان إلى الحاقن بضغط ثابت، مما يضمن خلطًا مثاليًا للوقود والهواء.

ما هو الهدف من حقن الإلكتروني في محركات الديزل؟

الهدف من حقن الوقود الإلكتروني في محركات الديزل هو تحقيق أقصى قدر من الكفاءة والأداء مع تقليل الانبعاثات الضارة، ويمكن تلخيص الأهداف الرئيسية لنظام الحقن الإلكتروني في النقاط التالية:

تحسين كفاءة استهلاك الوقود

من خلال التحكم الدقيق في كمية وتوقيت حقن الوقود، يتم ضمان احتراق الوقود بشكل كامل وكفاءة، مما يقلل من استهلاك الوقود.

تقليل الانبعاثات الضارة

يساهم الحقن الإلكتروني في تقليل انبعاثات أكاسيد النيتروجين والجسيمات الدقيقة، مما يجعلها أكثر صديقة للبيئة.

زيادة قوة وعزم المحرك

من خلال التحكم الدقيق في عملية الاحتراق، يمكن تحقيق زيادة في قوة وعزم المحرك، مما يوفر أداءً أفضل.

تحسين استجابة المحرك

يجعل الحقن الإلكتروني استجابة المحرك أسرع وأكثر سلاسة، مما يوفر تجربة قيادة أفضل.

التوافق مع معايير الانبعاثات الصارمة

يساعد نظام الحقن الإلكتروني في تلبية المعايير البيئية الصارمة المفروضة على المركبات.

ما هي أنواع حقن الوقود الأكثر شيوعا المستخدمة اليوم؟

تعتبر أنظمة حقن الوقود من أهم التطورات في صناعة السيارات الحديثة، حيث ساهمت في تحسين أداء المحرك وكفاءته وتقليل الانبعاثات الضارة.

هناك عدة أنواع من أنظمة حقن الوقود، ولكل منها مميزات وخصائص تميزها عن غيرها.

1. نظام حقن الوقود المتعدد النقاط (Multi-Point Fuel Injection - MPI)

في هذا النظام، يتم رش الوقود في مشعب السحب قبل دخوله إلى الأسطوانات. يوجد حاقن لكل أسطوانة أو لكل مجموعة من الأسطوانات.

يتميز بالكفاءة الجيدة في استهلاك الوقود، مقارنة بالأنظمة القديمة، لذا يوفر أداء جيد في الظروف العادية، وفي معظم الظروف التشغيلية.

ويتميز بتكلفة صيانة أقل مقارنة بأنظمة الحقن المباشر، فإن تكاليف صيانة نظام الحقن المتعدد النقاط أقل.

عيوب نظام حقن الوقود متعدد النقاط

كفاءة أقل من الحقن المباشر، فهو لا يوفر نفس مستوى الكفاءة في استهلاك الوقود الذي يوفره نظام الحقن المباشر، قد يعاني من بعض المشاكل في بدء التشغيل في الطقس البارد، كذلك لا يوفر أداءً مثاليًا في الظروف القاسية مثل التسارع السريع أو الأحمال الثقيلة.

2. نظام حقن الوقود المباشر (Direct Injection - DI):

في هذا النظام، يتم حقن الوقود مباشرة داخل غرفة الاحتراق بدقة عالية، يتميز بأنه يقدم  كفاءة أفضل في استهلاك الوقود مقارنة بأنظمة الحقن الأخرى، مع قوة وعزم أكبر مما يجعل المحرك أكثر رشاقة.

من مزاياه هو انخفاض الانبعاثات الضارة، وتحسين استجابة المحرك ليكون أسرع وأكثر سلاسة.

عيوب الحقن المباشر

تكلفة تصنيع وتركيب وصيانة هذا النظام أعلى مقارنة بأنظمة الحقن الأخرى، كما أن لديه حساسية أكبر لجودة الوقود، حيث يتطلب استخدام وقود عالي الجودة للحفاظ على أداء المحرك.

من عيوبه هو تراكم الترسبات الكربونية في صمامات السحب، مما يتطلب تنظيف دوري.

3. نظام حقن الوقود بالخانق (Throttle Body Injection):

هذا النظام هو أقدم أنواع أنظمة الحقن، وهو عبارة عن تطوير لنظام المكربرات. يتم فيه رش الوقود في جميع الاسطوانات في نفس الوقت من خلال خانق واحد.

من مزاياه أنه من أرخص أنواع أنظمة الحقن، وصيانته أسهل من أنظمة الحقن الحديثة.

ما هي عيوب الحقن؟

يعيب نظام حقن الوقود بالخانق هو أ،ه أقل كفاءة في استهلاك الوقود من أنظمة الحقن الحديثة، كما يوفر أداء أقل من أنظمة الحقن الأخرى، ويسبب تلوثًا بيئيًا أعلى مقارنة بأنظمة الحقن الحديثة.

ما هي السيارات التي تحتوي على محركات الحقن المباشر؟

معظم السيارات الحديثة، خاصة تلك المصنعة في السنوات الأخيرة، تستخدم نظام الحقن المباشر.

هذا لأن الشركات المصنعة للسيارات تسعى باستمرار لتحسين أداء سياراتها وتقليل تأثيرها على البيئة.

أمثلة على شركات السيارات التي تستخدم نظام الحقن المباشر:

• تويوتا: تستخدم تويوتا نظام الحقن المباشر في العديد من موديلاتها، مثل كامري وكورولا وراف فور.
• هوندا: تستخدم هوندا نظام الحقن المباشر في سياراتها مثل أكورد وسيفك.
• فورد: تستخدم فورد نظام الحقن المباشر في سياراتها مثل فوكس وموستنج.
• شيفروليه: تستخدم شيفروليه نظام الحقن المباشر في سياراتها مثل ماليبو وكامارو.
• بي إم دبليو: تستخدم بي إم دبليو نظام الحقن المباشر في سلسلة سياراتها 3 و5 و7.
• مرسيدس بنز: تستخدم مرسيدس بنز نظام الحقن المباشر في معظم سياراتها الفاخرة.
• أودي: تستخدم أودي نظام الحقن المباشر في سياراتها مثل A4 وA6 وQ5.
• فولكس فاجن: تستخدم فولكس فاجن نظام الحقن المباشر في سياراتها مثل جولف وباسات.

اختيار نظام الحقن المناسب يعتمد على عدة عوامل مثل نوع السيارة، حجم المحرك، الميزانية، ومتطلبات الأداء.

بشكل عام، يعتبر نظام الحقن المباشر هو الخيار الأفضل بالنسبة للسيارات الحديثة التي تركز على الكفاءة والأداء والانبعاثات المنخفضة.