Системаҳои асосии сӯзишворӣ дар муҳаррикҳои автомобилӣ
Системаи сӯзиш "қалби" кори муҳаррикҳои автомобилӣ, махсусан дар муҳаррикҳои сӯзиши дохилӣ мебошад. Тавассути сӯзиш, энергияи кимиёвии сӯзишворӣ ба энергияи гармӣ ва сипас ба энергияи механикӣ табдил меёбад, ки метавонад поршенҳо, мили гардишӣ ва дар ниҳоят чархҳои воситаи нақлиётро ҳаракат диҳад. Фаҳмидани асосҳои системаи сӯзишворӣ ба мо кӯмак мекунад, ки фаҳмем, ки чаро муҳаррикҳо пурқувватанд, чаро истеъмоли сӯзишворӣ метавонад исрофкор ё иқтисодӣ бошад ва чаро партовҳои ихроҷ метавонанд тоза ё аз ҳад зиёд бошанд. Дар ин мақола мафҳумҳои асосии сӯзишворӣ, ҷузъҳои ёрирасон, марҳилаҳои раванд ва омилҳое, ки ба самаранокӣ ва партовҳо дар муҳаррикҳои автомобилӣ таъсир мерасонанд, баррасӣ мешаванд.
1. Фаҳмидани сӯзишворӣ дар муҳаррикҳои автомобилӣ
Сӯзиш як аксуламали зуди кимиёвӣ байни сӯзишворӣ ва оксиген аст, ки гармиро ба вуҷуд меорад. Дар муҳаррикҳои автомобилӣ, ин гармӣ барои баланд бардоштани фишори газ дар камераи сӯзиш истифода мешавад, ки ба поршен имкон медиҳад, ки ҳаракат кунад. Умуман, сӯзиши "хуб" ин сӯзишест, ки:
1. дар вақти муносиб рух дод,
2. устувор ва баробар сурат мегирад,
3. қувваи оптималӣ истеҳсол мекунад,
4. партовҳои зарароварро кам кунед,
5. нишонаҳои ғайримуқаррарӣ ба монанди зарба задан (таркиш) ё носӯхтан (сӯхта нашудан)-ро ба вуҷуд намеорад.
Дар амал, сӯзиш на танҳо ба «сӯзиши аланга» дахл дорад, балки ба атомизатсия/пошидани сӯзишворӣ, омезиши ҳаво-сӯзишворӣ, фишурдасозӣ, системаи афрӯхтан ё афрӯхтан ва тарҳрезии камераи сӯзишворӣ низ дахл дорад.
2. Намудҳои муҳаррикҳо ва усулҳои сӯзишворӣ
Дар мошинҳои муосир, ду намуди асосии муҳаррикҳои дарунсӯз инҳоянд:
а) Муҳаррики бензинӣ (Spark Ignition/SI)
Муҳаррикҳои бензинӣ барои ба вуҷуд овардани шарора аз шамъҳои оташгиранда истифода мебаранд. Омехтаи ҳаво-сӯзишворӣ дар силиндр фишурда мешавад ва шамъи оташгиранда дар лаҳзаи дақиқи муайяншуда аланга мегирад ва сӯзишро ба вуҷуд меорад. Ин система алангагирии шарора номида мешавад, зеро алангагирӣ аз ҷониби шарора ба амал меояд.
б) Муҳаррики дизелӣ (Оташгирии фишурда/CI)
Муҳаррикҳои дизелӣ аз шамъҳои оташгиранда истифода намебаранд (чунон ки маъмул аст). Ҳаво бо таносуби баланди фишурдашавӣ фишурда мешавад, ки боиси баланд шудани ҳарорати ҳаво мегардад. Сипас сӯзишвории дизелӣ ба камераи сӯзиш ворид карда мешавад; азбаски ҳарорати ҳаво аллакай хеле баланд аст, сӯзишворӣ ба таври худкор аланга мегирад. Ин раванд алангагирии фишурдашавӣ номида мешавад.
Ҳарду ҳадафи тавлиди фишори газ барои тела додани поршен доранд, аммо хусусиятҳои сӯзишворӣ, ҷузъҳои ёрирасон ва усули назорати омехта гуногунанд.
3. Ҷузъҳои асосие, ки сӯзишро дастгирӣ мекунанд
Системаи сӯзишворӣ мустақил нест; он якчанд зерсистемаҳои муҳимро дар бар мегирад:
1. Системаи воридкунии ҳаво: ҳавои тозаро тавассути филтр, корпуси дроссел (бо бензин) ва коллекторҳои воридкунӣ таъмин мекунад.
2. Системаи сӯзишворӣ: сӯзишворӣ тавассути карбюратор (мошинҳои кӯҳна) ё тазриқ (EFI/GDI/CRDI) таъмин карда мешавад.
3. Камераи сӯзиш ва механизми фишурдасозӣ: аз силиндр, поршен, ҳалқаи поршен, сари силиндр ва тарҳи камераи сӯзиш иборат аст.
4. Системаи оташгирӣ (муҳаррики бензинӣ): ECU/оташгиранда, катушка, шамъҳои оташгирӣ, сенсорҳо (CKP/CMP) ва танзимоти вақти оташгирӣро дар бар мегирад.
5. Системаи ихроҷ: газҳои ихроҷро тавассути коллектори ихроҷ, табдилдиҳандаи каталитикӣ, глушител ва сенсори O2/AFR барои бозхондани фикру мулоҳизаҳои назорати партовҳо хориҷ мекунад.
Агар яке аз қисмҳо ба таври оптималӣ кор накунад (масалан, шамъҳои заифи оташгиранда, ифлосшавии инжекторҳо, ихроҷи фишурдашавӣ ё баста шудани ҳавои вуруд), сифати сӯзиш паст мешавад.
4. Марҳилаҳои раванди сӯзишворӣ мувофиқи давраи корӣ
Дар муҳаррики 4-такта (маъмултарин), сӯзиш дар марҳилаҳои зерин ба амал меояд:
1. Зарбаи вуруд: поршен ба поён ҳаракат мекунад, клапани вуруд кушода мешавад, ҳаво (ва сӯзишворӣ дар баъзе системаҳо) ба силиндр ворид мешавад.
2. Зарбаи фишурдашавӣ: Поршен боло меравад, клапанҳои вуруд ва ихроҷ баста мешаванд. Омехта (муҳаррики бензинӣ) ё танҳо ҳаво (муҳаррики дизелӣ) фишурда мешавад, ки дар натиҷа фишор ва ҳарорат зиёд мешавад.
3. Қадамҳои барқ:
– Муҳаррики бензинӣ: шамъи оташгиранда дар охири фишурдашавӣ, паҳншавии аланга, баланд шудани фишор, тела додани поршен ба поён шарора мезанад.
– Муҳаррики дизелӣ: инжектор сӯзишворӣ мепошад, таъхири кӯтоҳи афрӯхтан ба амал меояд, сипас сӯзиш ба амал меояд ва поршенро тела медиҳад.
4. Зарбаи ихроҷ: поршен боз боло меравад, клапани ихроҷ кушода мешавад, газҳои боқимондаи сӯзиш хориҷ мешаванд.
Дар ин ҷо вақт муҳим аст: вақте ки шамъи оташгиранда месӯзад ё кай аз ҷониби инжектор пошида мешавад, қувват, самаранокӣ ва партовҳо муайян карда мешаванд.
5. Таносуби омехтаи ҳаво-сӯзишворӣ (AFR)
Яке аз муҳимтарин мафҳумҳо таносуби ҳаво-сӯзишворӣ (AFR) мебошад.
– Дар муҳаррикҳои бензинӣ, омехтаи идеалии кимиёвӣ (стехиометрӣ) одатан тақрибан 14,7:1 (ҳаво:бензин) аз рӯи масса аст. Ин омехта ба табдилдиҳандаи каталитикӣ имкон медиҳад, ки партовҳои CO, HC ва NOx-ро самаранок кам кунад.
– Омехтаи аз ҳад зиёд ғанӣ (сӯзишвории зиёдатӣ) дар шароити муайян майл ба истеҳсоли қувваи баланд дорад, аммо исрофкорӣ мекунад ва партовҳои CO/HC меафзояд.
– Омехтае, ки аз ҳад зиёд лоғар аст (ҳавои зиёдатӣ), метавонад дар шароити муайян аз ҷиҳати иқтисодӣ самараноктар бошад, аммо хатари коҳиши қувват, пайдоиши ҳарорати баланди сӯзиш (афзоиши NOx) ва эҳтимолияти сӯхтани нодурустро дар сурати аз ҳад зиёд зиёд кардан дорад.
Дар муҳаррикҳои дизелӣ, назорат одатан бештар аз миқдори сӯзишвории воридшуда сурат мегирад, дар ҳоле ки ҳаво нисбатан фаровон (лоғар) аст. Аз ин рӯ, дизел бо самаранокии худ машҳур аст, аммо назорат кардани NOx ва зарраҳо (дуд) як мушкил аст.
6. Сӯзиши муқаррарӣ ва сӯзиши ғайримуқаррарӣ
Сӯзиши муқаррарӣ дар муҳаррики бензинӣ ҳангоми паҳн шудани алангаи идорашаванда аз нуқтаи шамъи оташгиранда дар тамоми омехта ба амал меояд. Аммо, шароити ғайримуқаррарӣ мавҷуданд, ба монанди:
1. Тақ-тақ (детонатсия): вақте рух медиҳад, ки омехта пеш аз ба итмом расидани давраи муқаррарии аланга худ аз худ дар ҷои дигар аланга мегирад. Ин боиси садои "клик"-кунӣ, баландшавии ногаҳонии ҳарорат ва фишор мегардад ва дар муддати тӯлонӣ метавонад ба поршен ё ҳалқаҳо зарар расонад.
2. Пеш аз афрӯхтан: омехта пеш аз афрӯхтани шамъи оташгиранда, одатан аз сабаби нуқтаҳои гарм, ба монанди партовҳои карбон, шамъи оташгирандаи аз ҳад зиёд гармшуда ё ҷузъҳои аз ҳад зиёд гармшуда, меафрӯзад.
3. Нокомӣ: сӯзиш аз кор мебарояд ё нопурра аст, ки боиси нокомии муҳаррик, коҳиши иқтидор, афзоиши истеъмоли газ ва афзоиши партовҳои гидрохлорид мегардад.
Дар муҳаррикҳои дизелӣ, мушкилоти маъмулӣ иборатанд аз таъхири афрӯхтан, зарбаи сӯзишвории дизелӣ (зарбаи сӯзишворӣ аз сабаби таъхири тӯлонии афрӯхтан), дуди аз ҳад зиёд (сиёҳ/сафед) ва ларзиш.
7. Омилҳое, ки ба самаранокии сӯзиш таъсир мерасонанд
Якчанд омилҳои асосие, ки муайян мекунанд, ки сӯзиш хуб ё бад аст, инҳоянд:
– Таносуби фишурдасозӣ: эҳтимолияти самаранокии гармӣ ҳар қадар баландтар бошад, аммо дар бензин он аз сабаби хатари зарба задан маҳдуд аст.
– Сифати атомизатсияи сӯзишворӣ: инжектори хуб қатраҳои майдаеро ба вуҷуд меорад, ки ба осонӣ омехта мешаванд ва комилан месӯзанд.
– Тарроҳии турбулентӣ ва камераи сӯзиш: ҳаракати ҳаво (гардиш/гардиш) ба омехташавӣ мусоидат мекунад ва сӯзишро суръат мебахшад.
– Вақти афрӯхтан/сӯзандору: хеле пешрафта ё хеле суст метавонад қувватро кам кунад ва партовҳоро зиёд кунад.
– Ҳолати шамъи оташгиранда (муҳаррикҳои бензинӣ): фосилаи электрод, таҳшинҳо ва сатҳи гармии шамъи оташгиранда ба сифати шарора таъсир мерасонанд.
– Сенсорҳо ва идоракунии ECU: муҳаррикҳои муосир барои танзими дақиқи омехта ва вақт аз сенсорҳои O2/AFR, MAP/MAF, ҳарорат, сенсорҳои зарбазанӣ ва ғайра истифода мебаранд.
8. Партовҳои газҳои ихроҷ ва робитаи онҳо бо сӯзишворӣ
Маҳсулоти асосии сӯзиши идеалӣ CO2 ва H2O мебошанд. Аммо, сӯзиш дар муҳаррики воқеӣ партовҳои дигарро ба вуҷуд меорад:
– CO (оксиди карбон): вақте ки омехта аз ҳад зиёд ғанӣ аст ё сӯзиш нопурра аст, зиёд мешавад.
– HC (карбогидратҳо): аз сӯзишвории сӯхтанашуда ҳосил мешавад, аксар вақт ҳангоми сӯхтани нодуруст ё карбюратсияи нодуруст пайдо мешавад.
– NOx (оксидҳои нитроген): дар ҳарорати баланди сӯзиш афзоиш меёбад, ки аксар вақт бо омехтаҳои лоғар ва мӯҳлатҳои муайян алоқаманд аст.
– Зарраҳо (PM/дуд): дар дизел бартарӣ доранд ва инчунин метавонанд дар бензини тазриқи мустақим (GDI) пайдо шаванд, агар назорат оптималӣ набошад.
Аз ин рӯ, дар мошинҳои муосир табдилдиҳандаҳои каталитикӣ, сенсорҳои EGR, O2 истифода мешаванд ва дар дизел DPF ва SCR барои кам кардани партовҳо илова карда мешаванд.
Хулоса
Системаи асосии сӯзишворӣ дар муҳаррикҳои автомобилӣ табдил додани энергияи сӯзишвориро ба энергия тавассути реаксияи сӯзиши идорашаванда дар бар мегирад. Муҳаррикҳои бензинӣ омехтаро бо шамъи оташгиранда месӯзонанд, дар ҳоле ки муҳаррикҳои дизелӣ гармии фишурдашавиро барои афрӯхтани сӯзишвории воридшуда истифода мебаранд. Сӯзиши муваффақ аз сифати омехтаи ҳаво-сӯзишворӣ, таносуби фишурдашавӣ, вақти афрӯхтан/сӯзишворӣ, тарҳи камераи сӯзишворӣ ва идоракунии электронии ECU таъсир мерасонад. Сӯзиши хуб қувваи оптималӣ, истеъмоли самараноки сӯзишворӣ ва партовҳои камро ба вуҷуд меорад - дар ҳоле ки сӯзиши ғайримуқаррарӣ, ба монанди сӯзиш ва нодуруст оташ гирифтан, метавонад ба кор зарар расонад ва осеби муҳаррикро суръат бахшад. Бо фаҳмидани асосҳо, мо метавонем ба осонӣ нигоҳдорӣ анҷом диҳем, мушкилотро ташхис диҳем ва услубҳои сӯзишворӣ ва ронандагиро интихоб кунем, ки кори муҳаррикро дастгирӣ мекунанд.
Агар шумо хоҳед, ман метавонам бо зермақолаҳои техникии бештар, аз қабили нақши сенсорҳои O2 ва назорати сӯзишвории ҳалқаи пӯшида, ҳисобҳои AFR ва стехиометрия, ё фарқиятҳои сӯзишворӣ дар EFI ва GDI ва карбюраторҳо, идома диҳам.
