أنظمة حقن الوقود الميكانيكية K جيترونيك

قامت شركة بوش باستخدام حقن الوقود في السابق منذ أكثر من 60 عاماً في محركات الطائرات ذات الأداء المتميز وقد أدى ذلك إلى إمكانية الطيران على ارتفاعات عالية تحت الظروف الجوية المختلفة، ثم بدأت شركة بوش باستخدام أنظمة حقن الوقود على السيارات في عام 1952 م، حيث أن أنظمة الحقن تؤمن الوقود المطلوب للمحرك في جميع الأحوال وقد أدى استخدم أنظمة حقن الوقود إلى العديد من المزايا مثل: التقليل من استهلاك الوقود، زيادة القدرة النوعية للمحرك، تقليل تلوث البيئة نتيجة لضمان حرق الوقود حرقا كاملا وسلامة في تشغيل المحرك.

المراحل الأساسية لنظام حقن الوقود الميكانيكي K جيترونيك:

يُعد جيترونيك نظام حقن وقود ميكانيكي، تم تصنيف هذا النظام كنظام حقن للوقود بشكل مستمر، حيث يتم حقن نسبة من الوقود اللازم باستمرار في مجمع السحب للمحرك، في البداية يتم إمداد الوقود، حيث تستخدم مضخة وقود كهربائية تدفع الوقود إلى موزع الوقود ماراً بمرشح معدل الضغط، حيث يتم دفع الوقود إلى صمامات حقن الاسطوانات كلاً على حدة ومن ثم إلى الخزان عبر منظم الضغط، ثم قياس سريان الهواء، كمية الهواء الداخلة إلى المحرك يتم التحكم بها من خلال صمام الخانق وتقاس بواسطة حساس (ميزان) قياس تدفق الهواء.
بعد ذلك يتم تحضير الخليط، حيث يؤثر الهواء الذي يدخل إلى المحرك مباشرة على الميزان الخاص بالهواء وفي نفس اللحظة تتحرك الرافعة لدفع مكبس للأعلى وبذلك يتحرك الوقود من الوعاء السفلي للموزع (الجزء السفلي للموزع) إلى الوعاء العلوي للموزع ومنها إلى صمامات الحقن عبر الصمامات الفراقية وتزيد كمية الوقود المحقونة وتقل بناء على كمية الهواء الداخل إلى مجمع السحب ومقدار تأثير ذلك على رافعة ميزان الهواء المؤثرة على حركة (مشوار) المكبس.

مكونات نظام حقن الوقود الميكانيكي K جيترونيك:

يتكون نظام حقن الوقود من الأجزاء التالية:

• مضخة وقود كهربائية.
  
• خزان الوقود.
  
• مرشح الوقود.
  
• منظم ضغط.
  
• موزع وقود.
  
• مستشعر تدفق الهواء.
  
• صمامات الحقن.
  

1- مضخة الوقود الكهربائية:

المضخة الكهربائية هي مضخة خلية اسطوانية تنقل الوقود من الخزان إلى سكة الوقود بضغط 5 بار تقريباً، يتم تشغيل المضخة ذات الخلية الاسطوانية بواسطة محرك كهربائي مغناطيسي دائم، يتم وضع صفيحة العضو الدوار ذات الفتحات (من 4 إلى 6) حول محيطها بشكل غير مركزي داخل لوحة الاسطوانة، تحتوي لوحة الاسطوانة على منفذ مدخل ومنفذ خروج.
عندما يتم تشغيل المحرك، يقوم المحرك الكهربائي بتشغيل المضخة، يقود المحرك لوحة الدوار داخل لوحة الاسطوانة، نظراً للشكل اللامركزي للوحة، تتحرك البكرات الموجودة في الدوار للخارج بالضغط على لوحة الاسطوانة بسبب قوة الطرد المركزي، يتم احتجاز الوقود بين الاسطوانة والشق الموجود في جانب منفذ المدخل وعندما يدور الدوار باتجاه جانب منفذ الخروج، يتم ضغط الوقود وإرساله عبر منفذ الخروج، يضمن صمام فحص قبل المضخة عدم تدفق الوقود مرة أخرى إلى الخزان.

2- مجمع الوقود:

يتم استخدام مجمع الوقود للحفاظ على الضغط في نظام الوقود لفترة معينة من الوقت بعد إيقاف تشغيل المحرك، يتم ذلك للمساعدة في إعادة تشغيل المحرك بسهولة، خاصة عندما يكون المحرك ساخناً، ينقسم المجمع إلى غرفتين بمساعدة الحجاب الحاجز، تعمل إحدى الغرف كمجمع للوقود والحجرة الأخرى متصلة بالهواء، عند تشغيل المحرك، يدخل الوقود إلى المجمع ويدفع الحجاب الحاجز ضد قوة الزنبرك، يتحرك الحجاب الحاجز حتى تتوقف الزنبركات وبالتالي فإن الوقود الذي يتم تجميعه في هذه المرحلة هو الحد الأقصى للمجمع.

3- مرشح الوقود:

غالباً ما يكون مرشح الوقود عبارة عن مزيج من مرشح ورقي متبوعاً بمصفاة، هذا يضمن درجة أعلى من الترشيح، يبلغ متوسط ​​حجم مسام الفلتر الورقي 10 ميكرومتر.

4- منظم الضغط:

تم تركيب منظم ضغط على أحد طرفي موزع الوقود، يتم استخدامه للحفاظ على الضغط في نظام الوقود ثابتاً عند حوالي 5 بار، يتكون من مكبس ينزلق في المنظم مقابل الزنبرك، عندما يتجاوز الوقود الذي توفره مضخة الوقود الحد الأقصى، يتحرك المكبس عكس الزنبرك لفتح منفذ الخروج، هذا يسمح للوقود الزائد بالعودة إلى خزان الوقود وبالتالي الحفاظ على الضغط، عندما تكون كمية توصيل الوقود أقل، يتحول المكبس للخلف لإغلاق منفذ الخروج للسماح بنفاذ وقود أقل إلى الخزان، يحافظ التبديل المستمر للمكبس على الضغط في القضيب.

5- صمام حقن الوقود:

يفتح صمام حقن الوقود عند ضغط معين ويقوم بحقن الوقود في صمامات السحب، يحتوي الصمام على إبرة مثبتة على مقعد الصمام، عندما يكون الضغط مرتفعاً بدرجة كافية، على سبيل المثال أكثر من 3.5 بار، ترفع إبرة الصمام من مقعد الصمام، ممّا يسمح للوقود بالخروج، تتأرجح إبرة الصمام بتردد عالي عند التشغيل، ينتج عن هذا الانحلال الممتاز للوقود حتى لو كان بكميات صغيرة.

6- مستشعر تدفق الهواء:

يعمل مستشعر تدفق الهواء هنا على مبدأ الجسم المعلق، نظراً لأننا ندرك أن كمية تدفق الهواء ستحدد كمية حقن الوقود، يلزم إجراء قياسات دقيقة لتدفق الهواء، يوجد مستشعر تدفق الهواء في أعلى صمام الخانق وهو يتألف من قمع هواء يمكن للوحة الاستشعار أن تدور حوله، يعمل الهواء المتدفق عبر قمع الهواء على تحويل لوحة المستشعر من موضع الصفر إلى مقدار معين، تنتقل حركة لوحة المستشعر إلى مكبس التحكم في موزع الوقود عبر رافعة، تحدد حركة كباس التحكم كمية الوقود التي سيتم حقنها.

7- موزع الوقود:

اعتماداً على موضع لوحة المستشعر في مستشعر تدفق الهواء، يقيس موزع الوقود كمية الوقود الكافية لتوزيعها على الاسطوانات الفردية، تنتقل حركة لوحة المستشعر إلى مكبس التحكم في موزع الوقود عبر رافعة، يتحرك مكبس التحكم في وعاء، يتم تزويد الوعاء بشقوق قياس، بناءاً على موضع مكبس التحكم في الوعاء، يفتح كباس التحكم أو يغلق فتحات القياس إلى حد أكبر أو أصغر، على سبيل المثال، إذا كان معدل تدفق الهواء مرتفعاً، فإن كباس التحكم سوف يتحرك مسافة أكبر ضد الزنبرك لفتح فتحة القياس إلى حد أكبر، نتيجة لذلك سيتم توصيل المزيد من الوقود إلى صمام الحقن.

لماذا تقدمت أنظمة حقن الوقود الإلكترونية على الميكانيكية؟

تتطلب أنظمة حقن الوقود الميكانيكية مكونات مُشكلة بدقة، ممّا يجعلها باهظة الثمن، غالباً ما كانت الأنظمة محدودة في نطاق تعديلاتها، ممّا يعني أنها قد تكافح لتقديم المقدار الصحيح من حمل المحرك وتغير الظروف وبالتالي في بعض الحالات قد يعاني المستخدمون من ضعف التشغيل واستهلاك الوقود المرتفع.
يمكن أن تتآكل المضخات والحاقنات أيضاً، مما قد يتسبب في مشكلات مماثلة ويتطلب خبيراً لإعادة بنائها وقد تكون المشاكل خطيرة، في المقام الأول بسبب ضغوط الوقود العالية الناتجة عن الأنظمة ومكلفة الصيانة، نظراً لتقدم أنظمة حقن الوقود الإلكترونية وانخفاض التكلفة واستلزم إدخال لوائح انبعاثات أكثر صرامة وتوصيل وقود أكثر دقة، تم إلغاء أنظمة الحقن الميكانيكية من خلال معظم محركات البنزين.