أجزاء نظام حقن وقود الديزل بتحكم كهربائي - نظام الخط المشترك

انتشر بشكل واسع عالمياً في السنوات الأخيرة استخدام منظومات حقن الديزل ذات التحكم الكهربائي وتعرف باسم Electronic Diesel Control for Common Rail في المحركات الخاصة بسيارات الركوب، بحيث يمكن تحقيق أفضل أداء مع المحافظة على البيئة والاقتصاد في الوقود وذلك بفضل التطور التقني في التحكم بمنظومة حقن الديزل الذي بدأ عام 1993، ثم تطور بشكل سريع في السنوات التالية ليصبح الجيل الأول من هذا النظام عام 1997 النظام الأوسع في جميع السيارات الأوروبية الفخمة مثل سيارة كالفاروميو ومرسيدس بنز.

أجزاء نظام حقن وقود الديزل بتحكم كهربائي – نظام الخط المشترك:

مضخة توصيل الوقود:

هي شبيهة بمضخة توصيل الوقود لأنظمة حقن البنزين وتكون بداخل خزان الوقود مع مجموعة المنقيات الأولية وذراع تحديد كمية الوقود (العوامة)، تضخ الوقود بضغط يبدأ من 0.5 بار، تتلخص مهمتها في ضخ الوقود من خزان الوقود إلى مضخة الحقن ذات الضغط العالي مروراً بمنقي الوقود الرئيسي.

مضخة الضغط العالي High pressure pump:

تستمد حركتها من دوران المحرك وتقوم بضغط الوقود بضغط يصل إلى 1600 بار أو أعلى؛ تقوم بذلك بواسطة دوران كامة لا مركزية تدفع ثلاثة مكابس داخلية لضغط الوقود بشكل مستمر إلى الخط المشترك (مجمع الضغط أو أنبوب تجميع الضغط العالي) ويتحكم حساس الضغط بإرسال إشارة للوحدة الإلكترونية، بحيث يقوم صمام التحكم بالضغط في موازنة الضغط المطلوب في أنبوب الضغط.

صمام التحكم بضغط الوقود Pressure – control valve:

يتحكم هذا الصمام بالضغط القادم من مضخة الضغط العالي لموازنة ضغط الوقود بالخط المشترك حسب القيم المطلوبة؛ وذلك بواسطة نبضات كهربائية قادمة من وحدة التحكم التي تتلقى الإشارة من حساس التحكم بالضغط؛ يكون ذلك من خلال توليد مجال مغناطيسي جاذب للعضو الدوار عكس قوة النابض؛ لفتح مسار تخفيض الضغط.

الخط المشترك (أنبوب تجميع الوقود) Rail – High pressure accumulator:

عبارة عن أنبوب معدني يتراكم به الوقود المضغوط القادم من مضخة الضغط العالي، يقوم بتزويد الرشاشات (Injector) بالوقود المضغوط مع ثبات الضغط واستمرارية الامداد ويقلل من تموجات سريان الوقود عند الحقن والتوقف عن الحقن، تتراوح قيمة ضغط الوقود بداخل الأنبوب من 150 بار إلى 1600 بار، يتحكم صمام الضغط بقيمة ضغط الوقود بداخل الخط المشترك بواسطة حساس الضغط المتصل بوحدة التحكم الإلكترونية؛ للمحافظة على أجزاء منظومة الحقن من ارتفاع قيمة ضغط الوقود بداخلها.
يؤدي ارتفاع الضغط في منظومة الحقن إلى العديد من الأمور وهي: توقف الضغط من مضخة الضغط العالي وبالتالي تلفها، إنهيار الضغط بدورة الوقود وتسرب الوقود من نهايات التوصيل بين أنابيب توصيل الوقود والأجزاء الأخرى.

الرشاشات (البخاخات) Injector:

هو آخر جزء يتحرك فيه الوقود قبل أن يدخل إلى غرفة الاحتراق، تعمل البخاخات على تذرير الوقود داخل غرفة الاحتراق، حيث يستقبل الوقود المضغوط بشكله السائل وتحويله إلى قطيرات متناهية الصغر (شبية بالغاز)؛ هذا يتيح لذرات الوقود الاختلاط بالهواء الساخن ومن ثم الاشتعال بشكل مثالي، يبدأ حقن الوقود عندما تصل إشارة من الوحدة الإلكترونية إلى وحدة التحكم بحركة إبرة الرشاش الكهرومغناطيسية؛ لإرجاعها إلى الخلف عكس قوة النابض سامحة للوقود بالخروج إلى غرفة احتراق المحرك.
تكون أجزاؤه الداخلية متقاربة في الشكل والعمل للرشاش الميكانيكي العادي، إلا أنه يختلف بوجود وحدة كهرومغناطيسية في الجزء العلوي للتحكم بحركة الإبرة التي تقوم بفتح وغلق الثقوب برأس الرشاش، حسب الإشارة القادمة لها من وحدة التحكم الإلكترونية؛ ينتج عن ذلك عدة أمور منها، تحديد بداية الحقن (ليتوافق مع توقيت المحرك)، التحكم بكمية الحقن (زمن فتح ثقوب الرشاش لسريان الوقود إلى داخل غرفة الاحتراق وكمية الهواء المسحوب بشوط السحب) وتعديل ضغط الوقود.

طريقة عمل منظومة حقن وقود الديزل:

خلال سريان الوقود من خزان الوقود حتى يصل إلى الرشاش يمر بالعديد من المراحل وهي كالتالي:

• أولاً مرحلة الضغط المنخفض: يتم في هذه المرحلة سحب الوقود من خزان الوقود وضغطه إلى مضخة الضغط العالي وكذلك عودة الوقود الفائض (الزائد) من مضخة الضغط العالي والخط المشترك والرشاشات.
  
• ثانياً مرحلة رفع ضغط الوقود: يتم رفع الضغط عن طريق مضخة الضغط العالي إلى الخط المشترك.
  
• ثالثاً مرحلة التحكم بضغط الوقود: يعمل صمام التحكم بالضغط (عند ارتفاع الضغط داخل أنبوب الخط المشترك) على تحويل مسار الوقود إلى خزان الوقود عبر أنابيب الفائض.
  
• رابعاً مرحلة حقن الوقود: تعمل المنظومة بالتوافق مع الإشارات القادمة لها من وحدة التحكم الخاصة بحقن الوقود داخل غرفة الاحتراق حسب القيم المعطاة لها من الحساسات الموجودة في النظام، فهذه المرحلة هي التي تقوم بالتحكم في توقيت وكمية وضغط الحقن.